余興華，李 靜，張 霞

(1.河南工程學(xué)院 土木工程系，河南 鄭州 451191 ；2.河南永和置業(yè)有限公司，河南 鄭州 450007)

復(fù)合結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土柔性梁、柱和鋼筋混凝土人字支撐(截面尺寸小于梁柱)組成的人字支撐新型結(jié)構(gòu)，可以代替原多層住宅中的黏土磚承重墻.

圖1 人字支撐復(fù)合結(jié)構(gòu) Fig.1 New composite structure

1 復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體的一般構(gòu)造

1.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)(柔性梁柱加支撐)的墻體

復(fù)合結(jié)構(gòu)的合理柱截面是250 mm×250 mm，優(yōu)化的支撐截面的寬為120 mm[1]，可使用厚度為60 mm的2塊輕質(zhì)墻板將復(fù)合結(jié)構(gòu)的支撐夾在中間作為墻體材料，如圖1所示.同時，為了滿足目前住宅墻體節(jié)能設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，可以根據(jù)需要在墻板之間加入保溫材料.

2.2 不加支撐的墻體

作為住宅的縱向墻體，需要滿足照明、通風(fēng)、交通等要求，所以需開較大的門窗洞口，通常設(shè)計為非承重結(jié)構(gòu)，僅采用梁柱結(jié)構(gòu)而不加支撐即可，所以其墻體既可以選擇輕質(zhì)墻板，也可以選擇混凝土加氣塊或粉煤灰空心砌塊等材料.

已有的研究結(jié)果[1-4]表明，在所加支撐的幫助下，梁柱在豎向荷載作用下的內(nèi)力較梁柱結(jié)構(gòu)大大減少；而在風(fēng)荷載及地震作用下支撐起著主要的抗側(cè)和抗震作用，使復(fù)合結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，能滿足住宅結(jié)構(gòu)的承載力和使用要求，符合現(xiàn)代設(shè)計的理念.但是，作為一種新型的結(jié)構(gòu)體系，經(jīng)濟(jì)分析是其推廣和應(yīng)用的前提.本文針對復(fù)合結(jié)構(gòu)用于某住宅樓1個單元，從經(jīng)濟(jì)分析入手，與采用磚混結(jié)構(gòu)、異型柱結(jié)構(gòu)體系的住宅進(jìn)行了對比，通過敏感性分析，研究影響復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體造價的主要因素，為推廣復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體提供了依據(jù).

2 復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體與異型柱結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)墻體主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對比

2.1 工程概況

以萊鋼櫻花園4#樓[5]1個單元的墻體作為研究對象(因?yàn)椴捎妙A(yù)應(yīng)力預(yù)制樓板時，3種結(jié)構(gòu)樓面的造價相同)，共6層，層高為2.9 m，其標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如圖2所示.分別采用復(fù)合結(jié)構(gòu)(填充粉煤灰輕質(zhì)墻板，外墻部分在輕質(zhì)墻板之間夾入120 mm的厚聚苯乙烯泡沫板作為外墻保溫)、異型柱結(jié)構(gòu)(分別建立了填充粉煤灰輕質(zhì)墻板和混凝土加氣塊)和磚混結(jié)構(gòu)，對這3種結(jié)構(gòu)形式房屋的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了對比分析.

圖2 萊鋼櫻花園4#樓1個單元的標(biāo)準(zhǔn)層平面圖[5]Fig.2 The standard floor plan a unit of 4# building in Laigang Flowing Cherry Garden

2.2 各種結(jié)構(gòu)形式房屋技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算

采用PKPM軟件建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行了工程量的計算，分別計算出了采用復(fù)合結(jié)構(gòu)、異型柱結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的墻體總造價.通過工程預(yù)算和統(tǒng)計，得到了相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，鋼材用量表、墻體工程造價表及工程總造價表分別如表1、表2和表3所示.

表1 鋼材用量對比表Tab.1 The contrast of steel quantity

表2 墻體造價對比表Tab.2 The contrast of wall cost

表3 工程總造價對比表Tab.3 The contrast of the general cost

2.3 各種結(jié)構(gòu)形式房屋的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

表1表明，復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體的總用鋼量高于磚混結(jié)構(gòu)，略低于異型柱結(jié)構(gòu)；表2表明，復(fù)合結(jié)構(gòu)的墻體工程成本與使用同樣墻體材料的異型柱結(jié)構(gòu)(填充粉煤灰輕質(zhì)墻板)基本相同，高于使用填充混凝土加氣塊的異型柱結(jié)構(gòu)，也高于磚混結(jié)構(gòu)；表3中的總工程成本顯示，復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體的總工程成本要略低于使用同樣墻體材料的異型柱結(jié)構(gòu)，略高于磚混結(jié)構(gòu)和填充混凝土加氣塊的異型柱結(jié)構(gòu).

3 復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體住宅主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的敏感性分析

3.1 復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體住宅主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的敏感性計算

以上計算結(jié)果表明，影響復(fù)合結(jié)構(gòu)造價的因素主要是鋼材價格、鋼材用量、混凝土用量、填充墻體工程成本及外墻保溫工程成本，要想降低復(fù)合結(jié)構(gòu)的造價，必須從這幾個方面進(jìn)行研究.為了深入研究影響復(fù)合結(jié)構(gòu)多層住宅工程成本的主要因素，需要對主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析，以上指標(biāo)的敏感性分析分別如表4～表8所示.

表4 鋼材價格敏感性表Tab.4 The sensitivity analysis of steel price

表5 鋼材用量敏感性表Tab.5 The sensitivity analysis of steel quantity

表6 水泥價格敏感性表Tab.6 The sensitivity analysis of cement price

表7 粉煤灰輕質(zhì)墻板價格敏感性表Tab.7 The sensitivity analysis of fly ash light-quality wallboard price

表8 聚苯乙烯泡沫塑料板價格敏感性表Tab.8 The sensitivity analysis of polystyrene foamed plastic board price

3.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)墻體住宅主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的敏感性分析

表9為以上指標(biāo)的敏感性分析對照，圖3為依據(jù)表9做出的復(fù)合結(jié)構(gòu)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的敏感性分析圖.

圖3 復(fù)合結(jié)構(gòu)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)敏感性分析圖Fig.3 The sensitivity analysis of the major economic index for compound

表9 復(fù)合結(jié)構(gòu)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)敏感性分析對照表Tab.9 The contrast of the sensitivity analysis of the major economic index for compound structure

從以上圖3和表9可以看出，復(fù)合結(jié)構(gòu)輕質(zhì)節(jié)能住宅墻體工程成本敏感程度的主要指標(biāo)依次為粉煤灰輕質(zhì)墻板價格、鋼材用量、鋼材價格、聚苯板價格和水泥價格,所以要降低復(fù)合結(jié)構(gòu)輕質(zhì)節(jié)能住宅墻體的工程成本，首先要降低粉煤灰輕質(zhì)墻板的價格，其次是減少鋼材用量.

4 結(jié)論

(1)采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的多層住宅(不包括樓板造價)的工程成本略低于使用同樣墻體材料的異型柱結(jié)構(gòu)(填充粉煤灰輕質(zhì)墻板)，高于使用填充混凝土加氣塊墻體的異型柱結(jié)構(gòu)，也高于磚混結(jié)構(gòu);

(2)復(fù)合結(jié)構(gòu)輕質(zhì)節(jié)能住宅墻體工程成本敏感程度的主要指標(biāo)依次為粉煤灰輕質(zhì)墻板價格、鋼材用量、鋼材價格、聚苯板價格和水泥價格，所以要降低復(fù)合結(jié)構(gòu)輕質(zhì)節(jié)能住宅墻體工程成本，首先要降低粉煤灰輕質(zhì)墻板的價格，其次是減少鋼材用量.

參考文獻(xiàn)：

[1] 王新玲，曹雙寅.多層住宅復(fù)合結(jié)構(gòu)的Pushover分析及支撐優(yōu)化[J].福州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2005，33(增)：30-35.

[2] 王新玲，李海明，楊廣寧.多層住宅復(fù)合結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)選型分析[J].工業(yè)建筑，2005，35(1)：37-39.

[3] 王新玲，張海東.多層住宅復(fù)合結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的試驗(yàn)分析[J].鄭州大學(xué)學(xué)報：工學(xué)版，2005，26(4)：5-8.

[4] 王新玲，趙更歧，張海東.多層住宅復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗震試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報，2006，39(8)：51-56.

[5] 曲成平.H型鋼鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅建筑體系的綜合評價[D].重慶：重慶大學(xué)，2004：45-46.