鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢效益分析及探討

王紅衛(wèi)

陜西建工集團(tuán)混凝土有限公司

    引言

    隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，住房需要不斷增加，居住要求也逐漸提高，所以建筑業(yè)作為我國支柱產(chǎn)業(yè)，必須體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展趨勢。于是，根據(jù)我國基本國情，國家相繼出臺一系列辦法，要求積極采用鋼結(jié)構(gòu)住宅，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)住宅靈活、快速、裝配等優(yōu)勢，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場組裝、縮短工期、提高質(zhì)量、降低成本的目標(biāo)等，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅。

    一、鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點

    1、鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點：

    鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在設(shè)計、施工、實用、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保方面都具有經(jīng)濟(jì)效益好，短工期、低成本、快周轉(zhuǎn)、易裝修、增面積、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢，舒適現(xiàn)代并且綠色環(huán)保，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。

   （1）鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織均勻，實際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果接近，設(shè)計更準(zhǔn)確，無徐變和收縮現(xiàn)象、能在惡劣天氣下施工等；

   （2）構(gòu)件生產(chǎn)工廠化，變“現(xiàn)場建造”為“工廠制造”，質(zhì)量穩(wěn)定，現(xiàn)場組裝，減少施工現(xiàn)場的環(huán)境、噪音污染；

   （3）鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化程度高，現(xiàn)場作業(yè)少，鋼材可回收利用，配合采用輕質(zhì)墻板、復(fù)合樓板等新型材料，符合建筑節(jié)能環(huán)保的要求；

   （4）鋼結(jié)構(gòu)住宅輕質(zhì)高強(qiáng)，使基礎(chǔ)設(shè)計簡單化，減少基礎(chǔ)造價，尤其適用于地質(zhì)件較差的地區(qū)；

   （5）抗震性能好，用于結(jié)構(gòu)抗震措施的費用少。

   （6）施工周期短，投資回報快，資金風(fēng)險低，投資效益高，制作、運輸、安裝、圍護(hù)方便；

   （7）鋼結(jié)構(gòu)易增層和改造，分隔空間，能夠更好的滿足建筑大開間、靈活分隔的要求，并且可提高使用面積；

    2、鋼結(jié)構(gòu)住宅的缺點：

    鋼結(jié)構(gòu)住宅也有其結(jié)構(gòu)、原材料性能、成本等方面的缺點需要重點控制：

   （1）住宅空腔多，居住噪音相對較大，在住宅的安全性、耐久性上缺少傳統(tǒng)鋼混結(jié)構(gòu)保障度；

   （2）大量鋼材與板材復(fù)合的結(jié)構(gòu)體，熱惰性較差，需采取技術(shù)措施提高居住舒適度；

   （3）屬于較新的結(jié)構(gòu)體系，未達(dá)到通用設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計，相對造價較高，同等樓層缺乏經(jīng)濟(jì)競爭力；

   （4）材料本身和建筑體系技術(shù)開發(fā)不夠完善的原因，此種結(jié)構(gòu)體系限于低層住宅或中低層住宅；

   （5）鋼結(jié)構(gòu)住宅由于原材料耐火性能差，需采取耐火耐高溫處理等技術(shù)措施等。

    二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)效益分析

    作為全新的結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)住宅帶來了設(shè)計、制造安裝、施工等多方面的革新，采用鋼材及新型圍護(hù)材料也帶來了制造成本的變化，并成為制約鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展及其推廣應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素。衡量鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)性必須結(jié)合其優(yōu)勢及潛能，分析其綜合經(jīng)濟(jì)性能。對小高層建筑而言，與鋼混結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅的土建造價較高，鋼結(jié)構(gòu)住宅主體部分及鋼筋混凝土住宅主體結(jié)構(gòu)部分的造價占總造價比例基本相當(dāng)，主要原因在于圍護(hù)部分的造價太高。因此，合理降低墻板的價格，對于降低工程造價具有重要的意義。綜合而言，鋼結(jié)構(gòu)住宅的綜合造價大致與混凝土住宅造價基本相當(dāng)。特別是隨著房屋層數(shù)的增加，鋼結(jié)構(gòu)住宅更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。

    鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕。由鋼材建造的房屋整體重量輕，其首要原因是鋼材本身較木材、砌塊、混凝土等傳統(tǒng)材料的強(qiáng)度高、重量輕，7噸混凝土僅相當(dāng)于1噸鋼結(jié)構(gòu)的用量；其次，在鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)體系中，墻體和樓板適于采用輕質(zhì)材料，極其有利主體重量減輕。因為在住宅中墻體數(shù)量多，其重量所占比例大，若住宅中全部墻體均采用輕質(zhì)材料，則不但主體重量有很大的減輕，還會因其科技含量高而帶來很大的綜合效益，目前我國在鋼結(jié)構(gòu)住宅中墻體多采用石膏板、泰柏板、ALC板等輕質(zhì)材料，其建造后的主體結(jié)構(gòu)比其他傳統(tǒng)材料減輕約30%。

    上部結(jié)構(gòu)的減輕是多層鋼結(jié)構(gòu)住宅可采用淺基礎(chǔ)。這使得地基處理工作簡單，運輸量減少，造價降低，特別是遇到軟土地基時，它將為業(yè)主帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。

    鋼結(jié)構(gòu)住宅利用率高。首先，鋼材的強(qiáng)度高，一方面當(dāng)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的梁、柱截面積相同的時候，它可獲得較大的開間和進(jìn)深，這樣不僅使房間的布置靈活、多變，而且擴(kuò)大采光面積，減少因柱與墻之間形成的影響使用的“死角”，從而提高房間的利用率；另一方面,當(dāng)柱距相同的時候，梁、柱的截面積比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的小很多。

    鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件多為型鋼，比較適合電線和管道的通過其梁上可開孔，腹板處可埋入管線而不占用戶內(nèi)空間，此外，因其墻體多為輕質(zhì)填充墻，內(nèi)部也可埋入管線。不占用房間的使用面積。

    鋼結(jié)構(gòu)住宅施工速度快有利于合理安排各分項工程的施工計劃，縮短施工周期和資金占用時間，還可為施工提供較大的空間和較為寬敞的施工作業(yè)面。縮短施工工期將為業(yè)主帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時在我國市場上的競爭力也將隨著技術(shù)的完善不斷增強(qiáng)。

    三、鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)效益分析

    鋼結(jié)構(gòu)住宅具有良好的結(jié)構(gòu)性能及經(jīng)濟(jì)性能，主要表現(xiàn)在幾個方面：

    1、布局靈活，凈使用面積大，利用型鋼優(yōu)良的承載性能，可以靈活布置大開間、大柱距的建筑平面；非承重輕質(zhì)墻體的設(shè)計為住戶提供了根據(jù)不同用途靈活布置室內(nèi)空間的可能；型鋼構(gòu)件接點構(gòu)造簡潔，在垂直方向可方便地布置躍層和錯層體系，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面較小，相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案；其凈使用面積提高5.8%，得房率高。

    2、工業(yè)化程度高，設(shè)計制造安裝周期短。現(xiàn)代輕鋼建筑的設(shè)計、制造和安裝鼎承預(yù)工程化(Pre-engineered)的思想，借助網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)手段，可實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、施工安裝一體化，具有極高的效率和精確度，項目建設(shè)周期短可縮短工期1/2~1/3。這樣將極大地減少投資融資成本，使業(yè)主或建筑開發(fā)商在享受回報上具備很大的優(yōu)勢。

    3、安全性好。鋼材是一種高強(qiáng)、高性能材料，除在結(jié)構(gòu)防火方面稍顯欠缺外，鋼結(jié)構(gòu)其它方面表現(xiàn)優(yōu)良：尤其是鋼材具備高延性，輕鋼住宅結(jié)構(gòu)抗強(qiáng)震能力遠(yuǎn)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)，從而大大地提高了住宅的安全可靠性。近年來的震害調(diào)查結(jié)果表明，在地震后能保留下來的建筑主要是鋼結(jié)構(gòu)建筑。

    4、輕鋼住宅自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的1/2~3/5 結(jié)構(gòu)自重輕。可減少地震作用力，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)力，同時降低基礎(chǔ)造價，在南方軟土地區(qū)尤為明顯，使得綜合造價低。

    5、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化程度高，現(xiàn)場濕作業(yè)少，污染小，符合環(huán)保建筑施工的要求，而且在我國北方地區(qū)，冬季現(xiàn)澆混凝土施工受到氣候影響較大，鋼結(jié)構(gòu)住宅由于大部分構(gòu)件在工廠制作，運往現(xiàn)場進(jìn)行焊接或用螺栓整體組裝，可全天候作業(yè)，這樣大大加快了施工速度，可以減少開發(fā)商的資金成本；另外，鋼材回收利用率高也是極具競爭力的優(yōu)點。

    6、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅所用的材料主要是綠色、可回收或易降解的材料，在建筑拆除時，具有很高的再循環(huán)使用價值，不會造成許多垃圾，因此符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

    四、鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景的展望

    跟隨著建筑住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的強(qiáng)健步伐，鋼結(jié)構(gòu)住宅憑借其自身優(yōu)越性，如大跨度、大開間，有利于功能、空間的靈活布置，良好的抗震性能，自重輕，可降低基礎(chǔ)造價，運輸、安裝工程量減少，提高了施工效率，提高了住宅的有效使用率，鋼材具有可回收再利用等特點，符合綠色環(huán)保建筑節(jié)能的要求，滿足住宅用戶多元化、個性化的需求，具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，符合我國建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的整體要求，加之國家制定了一系列的政策來推廣和促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展，未來必將呈現(xiàn)更良好的發(fā)展前景。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會   文徑網(wǎng)絡(luò)設(shè)計項目投資中心：劉紅娟 尹維維 編輯   劉真 文徑 審核)