文/馮磊 秦皇島中兵建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 河北 秦皇島 066000

高層鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性分析
——以秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑為例

文/馮磊 秦皇島中兵建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 河北 秦皇島 066000

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速增加，人們對(duì)住宅的需求也越來(lái)越高，目前我國(guó)人口眾多，尤其是城市人口大幅度增長(zhǎng)，土地資源有限難以滿(mǎn)足大幅度人口增長(zhǎng)的要求，因此高層建筑越來(lái)越受到人們的青睞，這種建筑形式不僅可以大大減少土地面積的使用，還可以使人口高度集中，減少交通壓力，提高工作效率。然而高層建筑也存在著一定的缺點(diǎn)，許多城市的高層建筑設(shè)計(jì)并不合理，住宅密度過(guò)大，采光效果差，安全性能有待考核，很多人對(duì)這一建筑類(lèi)型存在著很多的疑慮，鋼結(jié)構(gòu)住宅的出現(xiàn)使得人們對(duì)高層建筑住宅恢復(fù)了信心，鋼結(jié)構(gòu)是一種綠色環(huán)保的建筑材料，可塑性強(qiáng)，強(qiáng)度大，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，適合在高層建筑住宅中進(jìn)行應(yīng)用，因此筆者以秦皇島的鋼結(jié)構(gòu)建筑為例，對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，對(duì)現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行探究，希望對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)內(nèi)大范圍推廣和應(yīng)用有所幫助。

高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；經(jīng)濟(jì)性分析；秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑

1 前言：

高層建筑是指樓層高度超過(guò)一定高度的建筑群，各個(gè)國(guó)家對(duì)樓層高度的界定各有不同，我國(guó)規(guī)定高于27米的住宅建筑或者高于24米的其他廠房建筑等稱(chēng)為高層建筑，高層建筑的興起與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人們的消費(fèi)能力達(dá)到一定程度后，建筑的高度也會(huì)有所上升，并反過(guò)來(lái)刺激經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，然而隨著樓層的增高，建筑物的安全性、可行性都會(huì)有所變化，技術(shù)難度大大增加，給建筑設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)許多難題。鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼材料組成的建筑結(jié)構(gòu)，是目前建筑行業(yè)主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，具有密度小、易操作、耐腐蝕、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種可回收材料，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此大面積推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑是我國(guó)建筑行業(yè)及市場(chǎng)發(fā)展的必然結(jié)果，是對(duì)科學(xué)發(fā)展觀的響應(yīng)。秦皇島位于渤海灣，是首批中國(guó)沿海開(kāi)放城市，北方重要的對(duì)外貿(mào)易港口，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，人口密度大，高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的興起與秦皇島經(jīng)濟(jì)發(fā)展相順應(yīng)，因此本文以秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑為例對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，希望對(duì)今后秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展和推廣有所幫助。

2 秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

秦皇島鋼結(jié)構(gòu)建筑是當(dāng)下主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一，這種建筑類(lèi)型具有諸多優(yōu)點(diǎn)而備受建筑領(lǐng)域的青睞，例如可塑性強(qiáng)，在一定條件的作用下，可以使鋼材發(fā)生發(fā)生形變而不會(huì)折斷，使其可以裝飾成各種形狀以保證空間的足夠使用；使用年限長(zhǎng)，可以采用度漆的方法對(duì)建筑進(jìn)行保護(hù)，防止鋼建筑被酸堿等物質(zhì)腐蝕；強(qiáng)度大，當(dāng)外界壓力壓在鋼結(jié)構(gòu)上時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生形變，但是建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)倒塌，可以抵擋地震發(fā)生時(shí)的倒塌事件，減少人員傷亡，這些特點(diǎn)可以吸引更多的投資者對(duì)其進(jìn)行使用，提高建筑行業(yè)質(zhì)量。

3 鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使得很多以前難以施工的建筑被建立起來(lái)，大大提高了工業(yè)化程度和生產(chǎn)效率，對(duì)于社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展有著非常重要的意義。鋼結(jié)構(gòu)是以鋼為材料的骨架取代了傳統(tǒng)的木質(zhì)材料的骨架，各個(gè)零件之間的連接改變了傳統(tǒng)的焊接或者粘合劑的連接，而是使用螺絲釘進(jìn)行連接，這樣可以有效的避免焊接時(shí)噪音的出現(xiàn)或者化學(xué)合成的粘合劑的毒性等對(duì)人的身體造成傷害，因此鋼結(jié)構(gòu)值得在建筑行業(yè)進(jìn)行大力推廣，下面我們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述。

第一，操作簡(jiǎn)單，方便安裝，鋼結(jié)構(gòu)都是由鋼材料骨架經(jīng)過(guò)螺絲釘連接起來(lái)，在進(jìn)行建筑建設(shè)時(shí)可以進(jìn)行批量安裝，適合進(jìn)行工廠化生產(chǎn)和加工。第二，這種建筑材料是一種綠色環(huán)保材料，對(duì)環(huán)境的污染小，建筑加工時(shí)沒(méi)有噪音污染，對(duì)周?chē)h(huán)境和人民居住危害小，并且使用這種材料搭建的建筑后期拆遷時(shí)容易進(jìn)行操作，可以進(jìn)行回收再利用，符合科學(xué)發(fā)展觀和國(guó)家發(fā)展的要求。第三，鋼材料密度較輕，強(qiáng)度小，那么簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)組合就可以承擔(dān)較重的重量，而傳統(tǒng)的建筑材料由于承擔(dān)重量小，需要較大的體積才可以承擔(dān)起高層建筑的重量，與此同時(shí)會(huì)使建筑空間大大縮小，不利于建筑的使用，而鋼材料則有效避免了這個(gè)缺點(diǎn)，用料少，在有限的建筑空間內(nèi)搭建出高層建筑，增加空間利用率。第四，鋼材料結(jié)構(gòu)通過(guò)螺絲釘將不同部件連接起來(lái)，可以靈活進(jìn)行組裝，傳統(tǒng)的建筑材料常常采用焊接的方法，在一定程度上限制了建筑結(jié)構(gòu)的靈活轉(zhuǎn)變，也限制了建筑結(jié)構(gòu)的形狀和布局的多樣性，而鋼結(jié)構(gòu)的多樣性則給了設(shè)計(jì)師更多的可能性，使得很多不可能的建筑設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。第五，施工工作量輕，難度低，鋼結(jié)構(gòu)材料密度輕，在進(jìn)行搬運(yùn)和施工時(shí)，工人工作量大大降低，同時(shí)剛建筑材料的使用還會(huì)在一定程度上降低基礎(chǔ)建筑成本投入，增加企業(yè)效益和社會(huì)效益。第六，鋼結(jié)構(gòu)材料在使用時(shí)已經(jīng)半加工完成，只需要簡(jiǎn)單的連接即可，大大縮短了施工周期，避免了加工噪音，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)非常整潔、有序，既不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染也不會(huì)給工人身體健康帶來(lái)危害，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工不受環(huán)境和天氣的影響，在任何時(shí)間和地區(qū)都可以隨時(shí)進(jìn)行加工，有利于施工進(jìn)程的順利進(jìn)行。第七，鋼結(jié)構(gòu)抗壓性能好，穩(wěn)定性好，當(dāng)有劇烈的震動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)，適合進(jìn)行高層建筑的建設(shè)。

綜上所述的幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)建筑明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，建筑性能好，有利于高層建筑的施工。

4 高層鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性分析

筆者以秦皇島市某高層鋼結(jié)構(gòu)建筑為例，從建筑結(jié)構(gòu)、建筑空間和施工過(guò)程等三方面對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

建筑結(jié)構(gòu)方面主要有三方面因素會(huì)影響建筑造價(jià)，首先，鋼結(jié)構(gòu)的含鋼量的多少會(huì)影響建筑工程造價(jià)，秦皇島市某高層鋼結(jié)構(gòu)建建筑總高為48.4米，共16層，地下一層，鋼材用量26000噸，含鋼量為79千克每平方米，與傳統(tǒng)的建筑材料相比用量有所增加，建筑工程造價(jià)也隨之上升。這座建筑的鋼筋混凝土斷面為160000平方毫米，較之傳統(tǒng)的建筑材料節(jié)省了近30000平方毫米，大大減少了鋼筋混凝土的使用量，節(jié)約了工程造價(jià)。建筑材料自身的重量對(duì)建筑的工程造價(jià)也有一定的影響，建筑材料密度輕，自身重量小，建筑成本自然會(huì)下降，同時(shí)建筑工人在施工時(shí)操作快捷，并且當(dāng)樓層高度增加時(shí)，將建筑材料運(yùn)送到施工位置的難度也會(huì)增加，而鋼結(jié)構(gòu)材料相對(duì)于傳統(tǒng)的建筑材料將會(huì)更加容易，運(yùn)送費(fèi)用將會(huì)大大降低，除此之外劇烈振動(dòng)發(fā)生時(shí)自身重量的減輕無(wú)疑會(huì)使振動(dòng)程度減輕，穩(wěn)定性和安全性能都會(huì)增加。

鋼材料的使用還會(huì)節(jié)省建筑空間，鋼材料密度小，承擔(dān)相同重量的重物體積和面積會(huì)相對(duì)減少很多，在這座建筑物中的建筑面積僅為160000平方毫米，較之傳統(tǒng)的建筑材料節(jié)省了近30000平方毫米，那么有效的使用面積就會(huì)增大，我們假設(shè)會(huì)增加有效使用面積的1%，那么大約增加了600平方米的可使用面積，投資金額也會(huì)相對(duì)下降。同時(shí)鋼建筑材料使用螺絲釘連接，靈活易操作，對(duì)于新型結(jié)構(gòu)和布局的搭建非常有利，使更多的建筑想象變?yōu)榭赡?，用新穎、具有創(chuàng)造力的藝術(shù)形象吸引更多的投資。

鋼建筑結(jié)構(gòu)除了通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)和建筑空間影響建筑工程造價(jià)成本之外，建筑物的施工過(guò)程也會(huì)影響建筑工程造價(jià)成本。鋼建筑材料在使用前會(huì)經(jīng)工廠加工成為易于操作和和使用的部件，然后運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用，這樣在施工時(shí)便可以直接開(kāi)始使用，原材料的加工和建筑建設(shè)施工的進(jìn)程同時(shí)進(jìn)行不僅可以大大縮短施工周期，節(jié)省時(shí)間，還會(huì)降低施工工人的勞務(wù)費(fèi)用，秦皇島市的這座高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)材料被吊車(chē)直接調(diào)至施工場(chǎng)地，速度非?？?，施工過(guò)程密切配合，施工時(shí)間整整節(jié)省了近六個(gè)月的時(shí)間。并且周轉(zhuǎn)資金占用時(shí)間縮短，資金的使用率大大提高，經(jīng)濟(jì)收益也得到了提升。

5 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑行業(yè)也朝著高質(zhì)量、高科技的方向發(fā)展，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平同時(shí)發(fā)展起來(lái)的高層建筑也越來(lái)越受到大家的青睞，鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼材料組成的建筑結(jié)構(gòu)，是目前建筑行業(yè)主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，具有密度小、易操作、耐腐蝕、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種可回收材料，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此大面積推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑是我國(guó)建筑行業(yè)及市場(chǎng)發(fā)展的必然結(jié)果，是對(duì)科學(xué)發(fā)展觀的響應(yīng)。秦皇島位于渤海灣，首批中國(guó)沿海開(kāi)放城市之一，北方的重要對(duì)外貿(mào)易港口，近幾年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，人口密度大，高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的興起與秦皇島經(jīng)濟(jì)發(fā)展相順應(yīng)，本文以秦皇島市某高層鋼結(jié)構(gòu)建筑為例，從建筑結(jié)構(gòu)、建筑空間和施工過(guò)程等三方面對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了深入的分析，鋼結(jié)構(gòu)含鋼量的降低，鋼筋混凝土的使用量、材料自身重量的減小，建筑空間的擴(kuò)大，建筑施工周期的縮短等都會(huì)影響工程造價(jià)，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑材料的使用也存在著一定的不足，例如施工技術(shù)含量高，一般的施工工人難以掌握，需要有高水平的技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)操作，鋼結(jié)構(gòu)材料在使用時(shí)還要進(jìn)行周到的防護(hù)處理，避免由于雨水或者其他原因造成的腐蝕現(xiàn)象，因此為了保證鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑住宅中的順利使用，提高高層鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，建筑行業(yè)應(yīng)該制定相關(guān)的使用規(guī)范，明確經(jīng)濟(jì)條例，彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中的缺點(diǎn)和不足，相信經(jīng)過(guò)完善后的鋼結(jié)構(gòu)材料更適合在高層建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行使用。

[1］曹麗娜.高層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)墻體設(shè)置的經(jīng)濟(jì)性探討.《建筑?建材?裝飾》.2015 年4期

[2］王磊鋼.結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題分析研究.土木工程建造與管理.武漢理工大學(xué).2011（學(xué)位年度）

[3］汪炳生，王珺.改變剪力墻墻肢長(zhǎng)度在剪力墻結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)化中的應(yīng)用.《工程與建設(shè)》.2015年2期

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[5]陳向東 ，住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不同剪力墻布置方案的經(jīng)濟(jì)性比較.2014.第二屆大型建筑鋼與組合結(jié)構(gòu)國(guó)際會(huì)議

[6］張紅霞.徐學(xué)東.裝配式住宅全生命周期經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析.《新型建筑材料》 .2013 年5期