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摘  要：建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性能一直是大家最為關(guān)注的一個問題，在一定程度上制約了建筑鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。本文主要強調(diào)了設(shè)計階段是控制工程造價、提高建筑經(jīng)濟性能的關(guān)鍵，并以門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房和多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計為例，在材料選用、結(jié)構(gòu)體系等方面進行簡要分析，探討控制工程造價的可行性。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu) 經(jīng)濟性能 工程造價 優(yōu)化設(shè)計

1、引言

　　由于國家政策、鋼材生產(chǎn)、構(gòu)件制作、設(shè)計研發(fā)、標準規(guī)范修訂等方面的有利因素，近幾年我國的建筑鋼結(jié)構(gòu)進入了一個全新的發(fā)展時期。新材料、新部品、新結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計研發(fā)、制作安裝能力日益強大，建筑鋼結(jié)構(gòu)向多樣性、適用性、經(jīng)濟性方向發(fā)展。

　　建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性能一直是大家最為關(guān)注的一個問題。如何控制工程造價，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟上的綜合優(yōu)勢，工程設(shè)計階段是關(guān)鍵階段。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計分析，在初步設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為75%-95%；在技術(shù)設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為35%-75%；在施工圖設(shè)計階段，影響工程造價的可能性為5%-35%。因此設(shè)計質(zhì)量的好壞、設(shè)計是否優(yōu)化對工程造價將產(chǎn)生直接的影響。下面以門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房和多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計為例，在材料選用、結(jié)構(gòu)體系等方面進行簡要分析，探討在設(shè)計階段控制工程造價，提高建筑經(jīng)濟性能的可行性。

2、材料選用方面工程造價控制

　　由于我國鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破兩億噸，鋼材品種更趨于多樣化。各種新型建材，如輕質(zhì)保溫墻板、彩涂壓型鋼板、樓承板等不斷開發(fā)出來并推廣應(yīng)用。建筑鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段材料的選擇上有了更大的空間。材料選擇不同，工程直接費不同，總造價不同。設(shè)計階段合理選擇建筑材料，控制材料單價或工程量，是控制工程造價的有效途徑。試舉例如下：

     （1）彩涂鋼板：彩涂鋼板一般用于輕鋼廠房屋面板和墻面板，有不同板型、不同基板厚度和鋼號、不同鍍鋅板類別和鍍鋅層厚度以及不同的彩涂層類別，在形式上又可選用單板、保溫復合板、單板加內(nèi)保溫層等，其中保溫層又有超細玻璃絲棉、硬質(zhì)巖棉、聚苯乙烯等類別及厚度的不同，這些不同都造成單方材料價格的差異，從而影響廠房工程總造價。所以設(shè)計時要根據(jù)廠房性質(zhì)、大氣環(huán)境等因素綜合考慮，合理選用板材，控制工程造價。

     （2）多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的墻體材料：墻體材料造價一般占土建工程造價的15%-25%。對于多、高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系來說，選用配套、經(jīng)濟、節(jié)能的墻體材料至關(guān)重要。目前，設(shè)計選用的外墻材料主要有水泥保溫外墻板、輕質(zhì)加氣混凝土砌塊、NALC板等；內(nèi)墻材料主要有改性石膏板、GRC內(nèi)墻板、水泥保溫復合板等。萊鋼集團自主研發(fā)的LCC-A系列、LCC-B系列和LCC-C系列輕質(zhì)保溫復合墻板也已應(yīng)用于在建鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅工程中，逐步使鋼結(jié)構(gòu)住宅體系走向標準化、定型化和工業(yè)化，為降低綜合造價創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

     （3）多、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑樓（屋）面的樓承板：設(shè)計時，根據(jù)在樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)體系中的作用，樓承板可采用兩種形式，即①樓承板只作為永久性模板，一般采用普通鍍鋅壓型鋼板即可，對最小鍍鋅量和耐火時間要求較低，價格較便宜；②施工時作為模板，在使用階段則替代受拉鋼筋，即組合樓板。由于在設(shè)計中考慮樓承板作為受拉筋，其使用壽命必須與主鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命保持一致，所以對其最小鍍鋅量和耐火時間要求較高，單方價格相對較高。

     （4）鋼材規(guī)格及材質(zhì)：由于鋼材品種的增多，結(jié)構(gòu)設(shè)計時可選擇的構(gòu)件形式也多了。比如框架柱，可采用熱軋H型鋼、焊接H型鋼、螺旋焊接圓鋼管、焊接方鋼管以及組合截面等形式，鋼梁可采用等截面、變截面等形式。材質(zhì)可采用Q235普碳鋼，也可采用Q345低合金鋼。設(shè)計時應(yīng)盡可能采用高強度等級的材料，比如采用Q345鋼比采用Q235鋼就可節(jié)約鋼材15%-25%，用于受拉或受彎構(gòu)件節(jié)約比例較大。設(shè)計時要選用經(jīng)濟截面型材，比如熱軋H型鋼、T型鋼等。在某些情況下，采用熱軋H型鋼柱、梁可能比采用焊接H型鋼用鋼量稍多，但從加工成本、施工進度等方面綜合考慮，其造價可能更有優(yōu)勢。

3、結(jié)構(gòu)體系方面工程造價控制

　　不同的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置對工程造價的影響較明顯。在設(shè)計階段只有根據(jù)建筑物的使用功能要求，確定合理的平、立面布置和結(jié)構(gòu)體系，才能有效控制工程造價，做到經(jīng)濟適用。列舉如下：

     （1）根據(jù)有關(guān)資料測算分析，對于多層建筑，不同層數(shù)對土建工程造價的影響為10%-25%；不同層高對土建工程造價的影響為1.5%-12%。

     （2）門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計，同樣存在經(jīng)濟跨度和剛架最優(yōu)間距。在工藝要求允許的情況下，盡量選擇小跨度的門式剛架較為經(jīng)濟。一般情況下，門式剛架的最優(yōu)間距為6m-9m，當設(shè)有大噸位吊車時，經(jīng)濟柱距一般為7m-9m，不宜超過9m，超過9m時，屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會相應(yīng)增加，造價并不經(jīng)濟。下表（表3.3）是按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102：98）進行設(shè)計的廠房主鋼用鋼量，通過橫向、縱向比較，可以看出各影響因素在設(shè)計階段合理確定的意義。設(shè)計荷載取值：恒載0.3KN/m2、活載0.5KN/m2、基本風壓0.55 KN/m2、不考慮吊車及懸掛荷載。

    （3）在多、高層鋼結(jié)構(gòu)中，樓板結(jié)構(gòu)體系的工程量占有較大比重，對結(jié)構(gòu)的工作性能、造價都有重要影響。在確定樓板結(jié)構(gòu)方案時，主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度，能減輕結(jié)構(gòu)的自重及減小結(jié)構(gòu)層的高度，有利于現(xiàn)場安裝方便及快速施工，還要有較好的防火、隔音性能，并便于管線的敷設(shè)。常用樓板做法有：壓型鋼板組合樓板、預制樓板、疊合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。當采用這兩種做法時，考慮現(xiàn)澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁，能有效降低鋼梁高度，較多地節(jié)約鋼材。

     （4）在高層鋼結(jié)構(gòu)中，框架柱采用圓形鋼管混凝土柱，梁、板采用鋼-砼組合結(jié)構(gòu)，總用鋼量比普通鋼結(jié)構(gòu)用鋼量有大幅度減小，能有效降低工程造價。

4、結(jié)束語

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的優(yōu)點決定其必將具有強大的生命力。設(shè)計階段技術(shù)創(chuàng)新、選材配套、設(shè)計優(yōu)化是控制造價、促進建筑鋼結(jié)構(gòu)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段。為此，強調(diào)以下幾點：

     （1）提高設(shè)計人員的素質(zhì)，重視設(shè)計人員的繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)知識的更新培訓。同時，要強調(diào)技術(shù)與經(jīng)濟相結(jié)合，設(shè)計中注重價值工程的運用，要做多方案比較，把控制工程造價放到重要位置。

     （2）在設(shè)計中引進競爭機制，開展設(shè)計招標，方案優(yōu)化競賽。以技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、節(jié)約投資為目的。

     （3）采用限額設(shè)計和設(shè)計出圖前的審查制度。不能只注重技術(shù)性而忽視經(jīng)濟性。