預制裝配式鋼結構建筑經濟性研究

胡 彬

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

社會經濟的快速發展，推動了城市化水平的提升，在城市建設中，每年都會出現大量的建筑項目，其所采用的建筑結構主要為現澆混凝土結構以及磚混結構，勞動強度相對較大，同時存在一定的安全隱患。在這種傳統建筑模式下，所形成的建筑方式相對落后，同時建筑能耗較高，在施工質量把控方面的難度較大[1]。而預制裝配式建筑結構的應用，可以有效地彌補傳統建筑行業發展中存在的問題，為建筑行業的發展提供可靠保障。因此，必須要對預制裝配式鋼結構建筑的功能特性進行分析，明確其經濟性，從而發揮出預制裝配式鋼結構建筑在實際應用中的效果，實現現代建筑服務功能的優化，提升建筑結構的多樣性。

1 預制裝配式建筑概述

1.1 預制裝配式建筑的含義

預制裝配式建筑指的是在建筑施工過程中，采用預先加工的方式來完成主要構件，同時采用可靠牢固的連接方式，將工廠加工獲得的預制件，在施工現場進行拼接處理。作為一種新型的建筑形式，預制裝配式建筑的應用，可以有效彌補傳統建筑行業發展中存在的不足，有效的把控施工質量[2]。在建筑行業的發展中，通過發揮出預制裝配式建筑的優勢，可以顯著提升現代建筑建設效率，從使用者多樣化需求出發，促進建筑行業的可持續發展，為現代建筑行業的發展注入新的活力。

1.2 預制裝配式建筑的形式

在預制裝配式建筑的應用中，不同形式所產生的作用存在一定差異，為了更好的加深對預制裝配式建筑的認識，必須要對其形式進行系統的分析。首先是裝配整體式鋼筋混凝土結構。對于這種形式的應用，主要涉及的建筑構件為預制混凝土構件，在預制生產計劃制定以后，工廠負責預制件的生產，然后運送到施工現場，采用裝配連接以及現澆混凝土的方式，發揮出預制件的作用[3]。其次是預制裝配式鋼結構建筑。對于這種形式而言，主要建筑構件為鋼梁與鋼柱，可以有效延長建筑物的使用壽命，實現承重結構性能可靠性的提升，在建筑行業有著良好的應用前景。最后是預制集裝箱式建筑。這種建筑建設工作的開展，主要依賴于集裝箱這一建筑構件，在流水線中進行模塊化生產，然后采用拼接組合的方式，再進行施工現場操作，從而順應預制裝配式建筑的需求。在建筑行業發展中，需要重視不同形式的合理應用，增強現代預制裝配式建筑的活力，提升建筑行業的可持續發展能力。

1.3 預制裝配式建筑的特點

在預制裝配式建筑的應用中，相較于傳統建筑行業來說，其呈現出鮮明的特點。首先，預制裝配式建筑在實際建筑施工環節中，可以采用標準化、模式化的方式生產，既可以滿足現代建筑建設的需求，又可以提升施工效率。特別是在模式化生產的過程中，建筑構件的生產效率大大提升，為保障性住房建設奠定了堅實基礎[4]。其次是建筑材料利用效率更高。在預制裝配式建筑的應用下，可以從實際情況出發，開展針對性的結構構件生產，既可以對建筑成本進行有效控制，同時也能夠提升建筑材料的利用效率。在簡單的施工流程支持下，實現了項目施工效率的改善，為項目施工資源的優化配置奠定了堅實基礎，強化建筑質量控制，避免出現安全事故。最后是施工作業的高效性。在現代建筑施工過程中，預制裝配式建筑施工現場能夠對不同建筑構件進行拼裝使用，進而實現了項目施工流程的優化，顯著提升了工程施工中颙的高效性，為現代建筑行業的發展注入了新的活力。

2 預制裝配式鋼結構建筑的結構分析

在目前預制裝配式鋼結構建筑建設中，通過合理的運用各種不同類型，可以充分發揮出這一結構的優勢，為現代建筑行業的發展服務，這就需要對不同形式的使用進行分析，掌握現代建筑施工的具體要求。

2.1 合理運用鋼框架結構體系

在預制裝配式鋼結構建筑的應用中，鋼框架結構體系的作用十分重要。在這一結構體系的幫助下，可以實現承重效果的改善，同時在抗側剪力方面性能良好，對于具有此類建筑需求的構建可以合理選用[5]。在充分掌握建筑整體概況的基礎上，這些建筑構件的布置，需要沿著建筑物的縱向與橫向，進行合理分配，從而形成有效的柔性結構，保證在建筑施工過程中，可以提升預制裝配式鋼結構梁柱抗彎承載力的提升，同時增強其抗剪強度。在實踐中發現，如果在抗震防裂度較低的區域內開展建筑施工，可以充分考慮鋼框架結構體系，從而滿足其預制裝配式鋼結構建筑的需求。

2.2 重視鋼框架與剪力墻結構體系設置

在預制裝配式鋼結構建筑中，這一結構體系的形成，主要是以鋼框架結構為基礎，逐漸的發展起來。在實際建筑環節中，可以結合建筑側向強度的實際需求來進行有效設置。通過在柱網的縱橫方向進行剪力墻的設置，構建建筑所需的結構體系，同時處理建筑物長期使用過程中，結構體系出現側向位移的問題。因此，在一些較高層數的建筑項目施工中，可以充分考慮鋼框架與剪力墻結構體系的設置。

2.3 加強鋼框架與支撐結構體系使用

在現代建筑行業的發展中，鋼框架與支撐結構體系的使用，可以在建筑建設當中合理的運用雙重抗側力結構體系，有效的應對建筑物實際使用過程中的水平荷載問題[6]。在形成鋼框架與支撐結構體系的時候，需要在鋼框架結構相關部分柱當中，設置橫向鋼來提供支撐。但是在這種結構體系的應用中，相對復雜，這就需要結合建筑施工的實際需求，做到合理應用，在保障施工效率的同時，最大限度上降低施工成本。

3 預制裝配式鋼結構建筑設計要點

3.1 設計原則

從預制裝配式鋼結構建筑設計來說，必須要滿足通風、采光以及退線三個環節的要求，然后在充分結合設計經濟性特征的基礎之上，分析不同建筑結構的特性，選擇合適的模塊，開展后續的設計工作。與此同時，在設計環節中，需要對施工現場的組織過以及連接過程等進行充分考慮，保障建筑施工的質量，同時提升施工效率。

3.2 預制件設計要點

在預制裝配式鋼結構設計中，預制件設計作為其中最核心的內容，在實際開展中，必須要嚴格的遵守標準化與模塊化的準則。同時在設計環節中，需要遵循簡約性與經濟性的原則，從簡潔規整作為出發點，在符合設計要求的同時，盡可能地控制構件的種類與使用，實現施工成本的有效控制。此外，在實際設計預制件環節中，必須要對預制件加工的可行性與效率進行分析，保障所設計的結構，能夠符合建筑的要求，實現預制件質量的提升，成為了目前預制裝配式鋼結構設計中的重要環節。

3.3 連接件設計與承載力計算

首先，在設計環節需要盡可能的保證穩定性，避免使用一些臨時支撐的預埋件，減少固定連接件的預埋吊件，特別是在遇到特殊情況的時候，必須要從設計工況出發，進行相關內容的設計。不管是制作運輸，還是安裝環節，都需要在規定標準之下，開展預制構件的驗算。其次，驗算預制構件的承載力，從而保證其能夠在地震工況的情況下，提升自身的穩定性。然后需要對預制構件的裂縫、變形以及承載力等因素進行驗算，保證其符合實際工況的需求。

4 預制裝配式鋼結構建筑經濟性分析

從現階段的建筑施工來看，在預制裝配式鋼結構施工過程中，其造價結構比較復雜，包括間接費、直接費、稅金、規費、建設利潤等，其中施工單位主要掌控建設利潤以及間接費，而對于規費與稅金來說，則是比較固定。因此，對于預制裝配式鋼結構建筑成本來說，直接費所產生的影響起著決定性作用，例如運輸費用、構件費用、安裝費用以及措施費用等。對于構件費用來說，主要包括生產費、材料費、工廠攤銷費、模具費以及預制構件廠的生產利潤，同時還包括所納稅金等，在實際施工過程中，預制構件運輸過程中所產生的費用，主要取決于運輸距離，特別是對于部分構件來說，需要進行二次搬運，這就造成了建設成本大大提升。因此就需要在預制裝配式鋼結構建筑應用中，合理選擇預制廠家，將運輸距離等因素充分考慮在內，最大限度上降低自身的建筑成本。

對于預制裝配式鋼結構應用方面，其外掛墻板的造價以及所采用材料成本，受到了實際機械施工的影響，在開展成本控制的過程中，需要以上述兩部分作為主要目標。安裝費用則主要為安裝機械的成本費用，同時還包括一些人工費用，相較于傳統建筑施工方式來說，在預制裝配式鋼結構體系的費用中，人工費用可以節省四成左右。在目前用工成本不斷提升的情況下，預制裝配式鋼結構建筑在人力成本方面的優勢，可以得到充分展現，同時其施工時間相對較短，在成本控制方面更為靈活。設施費則主要為預制模板成本以及施工腳手架等，特別是在施工腳手架方面，明顯少于傳統建筑方式，僅需在現場澆筑或者安裝的時候使用即可。對于預制模板的成本來說，則受到了構件預制率的影響，在保證模板規范統一的情況，可以實現成本的有效控制。

5 預制裝配式鋼結構建筑造價成本控制的措施

在預制裝配式鋼結構建筑施工中，必須要對其造價成本進行合理的控制，選擇合適的結構體系以及樓屋面板體系，降低墻板體系的成本，充分發揮出預制裝配式鋼結構建筑的優勢。

5.1 合理選擇結構體系

為了更好地控制預制裝配式鋼結構建筑的成本，必須要合理地選擇結構體系，保障施工效率與施工質量的同時，降低施工成本。在施工前期，需要對設計施工方案進行充分考慮，掌握施工現場的實際條件，同時選擇合適的施工結構體系，保證其在施工標準要求的基礎上，提升施工質量。在這一過程中，需要充分發揮出結構構件的基本功能特質，降低材料費，實現預制裝配式鋼結構建筑作用的充分發揮。

5.2 選擇合適的樓屋面板體系

在鋼結構建筑施工過程中，通常會選擇成熟的現澆混凝土結構作為樓板施工材料，在施工技術操作簡便的同時，能夠提升樓板結構的強度。在混凝土材料凝固以后，可以形成更為良好的固結效果，起到協同工作的效應。為了實現成本的有效控制，必須要選擇合理的樓屋面板結構，比如借助鋼筋桁架樓承板，可以在控制樓板使用量的同時，提升安裝環節的便捷性，從而實現整體綜合經濟性水平的提升。

5.3 控制墻板體系的成本

在預制裝配式鋼結構建筑施工中，不同墻體材質以及相對施工部位會對最終造價產生直接的影響，特別是對于預制混凝土的外掛墻板來說，所需要的施工機械費以及材料費相對較高，這就造成其在經濟方面無法與傳統墻體施工相比，導致在施工環節中，必須要采取一定的成本控制措施。不管是對于施工設計還是材料選取，都需要減少模具的種類與使用量，盡可能的采用一些簡單規范的預制構件，實現模具周轉使用次數的提升，從而減少不必要的支出與浪費。在預制構件廠家選擇的時候，需要對構件運輸的距離進行充分考慮，特別是在構件擺放方面，應該做到合理規范，提升運輸質量，控制運輸成本，防止產生二次運輸的情況。在施工進度控制方面，預制外墻板應該選擇重型吊車施工，可以采用多項施工程序，同步施工，實現施工進度的提升。

6 結 語

在我國社會經濟快速發展的過程中，國家對于環境與資源的重視程度不斷提升，對于建筑行業的發展來說，預制裝配式鋼結構建筑作為其中的重要組成部分，體現出環保節能的優勢，同時可以結合具體的施工要求，選擇合適的預制裝配式鋼結構的構件，提升施工整體性能。在對預制裝配式鋼結構建筑的應用中，必須要充分的考慮其經濟性，通過采取有效的成本控制手段，推動建筑行業的可持續發展。