談高層建筑鋼結構與鋼筋混凝土結構的經濟性分析與思考

周柏清

摘 要：由于我國社會主義現代化建設步伐的不斷推進，越來越多的高層建筑拔地而起，為我國的城市發展節省了大量空間，提升了空間資源的利用效率。不過在高層建筑的施工作業方面，怎樣做好建筑材料的科學選擇與應用，是每一個建筑企業都必須要思考面對的重大問題。本文從鋼結構與鋼筋混凝土機構的經濟性對比出發，探討了不同結構在材料應用和建筑設計上對經濟性造成的影響。通過比較提出了結構設計方面的一些建設性意見，希望能通過本文的研究，為我國建筑領域更好地做好高層建筑的設計建設工作提供有益的參考。

關鍵詞：高層建筑;鋼結構;鋼筋混凝土結構;經濟性

鋼結構建筑指的是在建筑的主體承重框架上，主要采用鋼鐵材料作為支撐進行建造的建筑，其跟傳統的鋼混建筑相比，具有單位強度更高、整體重量更輕、作業效率高、防震性能卓越、減少建筑粉塵、環保性能突出等優點，因而十分適合我國當下提出的生態文明建設的戰略要求。所以，在我國的建筑領域，大力推廣鋼結構設計，讓更多的高層建筑使用這一更為新穎環保的建筑模式，可以更好地提升城市建筑的質量性能和生態環保水平。不過相對于傳統的鋼混結構，采用鋼結構進行設計，在經濟性方面是否可以達到傳統結構的經濟性水平？這是很多建筑施工企業都十分關心的一個焦點問題。畢竟再好的結構如果建造成本太高，對建筑單位而言也是難以承受的，因而針對鋼結構建筑跟鋼筋混凝土結構建筑的經濟性對比問題，以下本文就從二者的一些微觀角度出發，深入研究鋼結構跟鋼混結構在高層建筑的建設上，各自“經濟性”方面的差異。

一、鋼結構、鋼筋混凝土結構高層建筑的造價對比分析

為更好的對比鋼結構與鋼混結構的經濟性，本文選擇了某新建的兩座二十層高層寫字樓建筑，兩座建筑分別采用了鋼結構與傳統的鋼混結構進行建設，通過對比，可以觀察出二者在建筑成本上有何不同。

第一步，對比兩座建筑的主體建筑材料的使用情況，通過匯總二者的數據信息，兩棟寫字樓的用鋼量方面，采用了鋼結構的寫字樓使用型鋼40公斤每平米、鋼筋用量是30公斤每平米，而采用鋼筋混凝土結構進行建設的寫字樓并未使用型鋼，而鋼筋用量是64公斤每平米，依據混凝土消耗的情況進行對比，鋼結構寫字樓的混凝土消耗量達到了0.24立方每平米，而鋼混寫字樓的混凝土消耗量則是0.50立方每平米。

在此基礎上，分別核算兩種主要建材的市場價格，依據基礎材料消耗的當期市場價，采用了鋼結構進行建設的寫字樓造價為80元平米，而采用傳統鋼混結構的寫字樓的造價則高達106元每平米，依據主體結構的造價對比觀察能夠發現，采用了鋼結構進行建設的寫字樓造價為456元每平米，這跟采用傳統鋼混結構的寫字樓造價一致。依據建筑圍護體系的造價對比情況觀察能夠發現，采用了鋼結構進行建設的寫字樓造價為220.3元每平米，而而采用傳統鋼混結構的寫字樓的造價則較低，僅為175.3元每平米。依據其他造價項目的對比情況觀察能夠發現，采用鋼結構的寫字樓的造價是409.42元每平米，而采用傳統鋼混結構的寫字樓的造價則是409.43元每平米，通過綜合計算，選擇以鋼結構進行建造的寫字樓的造價所有項目整體造價是1165.92元每平米、而采用傳統鋼混結構的寫字樓的所有項目整體造價是1145.82元每平米。

通過將二者數據信息進行對比研究能夠發現，使用鋼結構的寫字樓在整體造價方要略高出傳統鋼混結構的寫字樓，超出的部分約在每平米20元所有。因而使用鋼結構修建高層建筑要在成本上略高于傳統的鋼筋混凝土結構。不過因為對高層建筑而言，其在結構類型的選取上還要考慮到其他方面問題，而造價因素僅是其中需要考慮的一個因素，比如建筑性能、工期要求等方面也要加以分析，因而接下來本文就繼續對比二者在不同微觀層面的差異來做出更為深入的綜合性研究。

二、高層建筑鋼結構與鋼筋混凝土結構經濟性綜合分析

依據造價方面的資料信息對比觀察，鋼結構設計在造價上要略高于傳統的鋼混結構建筑造價，不過考慮到高層建筑的修建，其綜合成本并不直觀地對等于建筑材料的成本消耗，因而還需要分析項目的投資，性能、工期、環境生態影響等方面的綜合效益，以下本文就從兩種建筑的綜合經濟效益角度來實施對比，分別就兩種結構的經濟性實施進一步研究。

1、環境角度的經濟性分析

跟采用傳統鋼混結構的寫字樓的相比，采用了鋼結構的寫字樓的很多構件是在工廠加工制作而僅在作業現場裝配，這跟鋼混結構寫字樓所有構件都在現場加工有所不同，所以相對于鋼混結構的現場組裝施工作業模式，采用鋼結構的寫字樓在建造施工方面產生的噪聲粉塵、建筑垃圾都相對較少，這就為施工作業中的環保管理帶來了很多便利，建筑單位不需要在環保管理上投入更多資金和人力，因而管理難度和成本都有一定程度降低。與此同時，采用鋼結構進行寫字樓建設，其結構屬于支持拆卸的可回收建材，如果寫字樓未來需要進行改建拆除，所有的鋼結構部件都能夠實現便捷地拆卸和回收利用，因而相對于傳統的鋼混結構，采用了鋼結構的高層建筑在長期可持續發展上具有得天獨厚的優勢。

2、建筑性能方面的經濟性分析

因為高層寫字樓在城市中的修建，主要為使用者提供商用辦公方面的服務，因而用戶大多在建筑空間的使用上具有靈活性要求，很少有所有的寫字樓在空間造型上都采用同一模式而普遍適用的的。而相對于傳統的鋼混結構建筑，采用了鋼結構的寫字樓，其室內空間的跨度更大，更便于進行空間結構的靈活分割與設計，從而可以更好地滿足不同使用者的空間需要。同時鋼結構建筑在墻體材料上使用的是隔音、防潮與隔熱效果都更為卓越的材料，因而在空間性能上要優于傳統的鋼混結構墻面，所以從建筑性能角度考慮，鋼結構建筑明顯要優于傳統的鋼混結構。

3、從工期角度進行的經濟性分析

在高層建筑的施工方面，工期的差異對建筑施工企業的成本和管理難度也有重要影響，因而對比兩種不同結構的建筑在工期上的差異，有利于綜合分析二者的建造難度和成本。通過觀察鋼結構寫字樓的修建可以發現，其跟傳統鋼混結構的施工作業形式相比，在作業進度上要明顯快與后者，其結構裝配的速度很快，施工作業可以在短時間內完成，所以在工期上比后者要短，這就為建筑施工的工期控制提供了便利，同時也以減少建筑施工單位資金大量占用對投資造成的壓力，因而二者在時間效益上的綜合對比結果，鋼結構建筑明顯占優。

4、其他性能的比較

（1）采用鋼結構修建的高層建筑，在住宅比方面跟鋼混結構的建筑相比，其使用面積更大，相對于后者，在同樣的項目投資基礎上，鋼結構建筑可以獲得更多的單位使用面積，因而在房屋銷售時，其可以賣出更高的價格。因為房屋銷售大多根據房屋的使用面積進行計價，而鋼結構建筑可以提供出更多的使用面積，自然在售價上也會高于同等建造水平的鋼混結構建筑，這可以使得其在售價方面超越后者，而獲得更多的銷售收入。同時鋼結構的建筑在墻體材料上采用的是：外墻ALC 板，厚150毫米，內墻厚85毫米，其在墻體厚度上明顯要比傳統鋼混結構薄，這就使得其跟同等建筑水平的鋼混結構建筑相比，室內空間更大，可以為使用者提供更多的空間。

（2）在二次裝修方面的差異對比。鋼結構建筑跟傳統鋼混結構的建筑相比，其能夠容納更大的柱網。而這可以使得建筑更好地適應不同使用者在空間結構上的需要。因為高層寫字樓建筑很多屬于企業辦公使用，因而不同規模的企業對空間使用的要求也不盡相同，而鋼結構建筑可以有較大戶型，使用者可以對室內空間進行靈活的設計，在空間分隔與裝修上可以有更多的方案，因而鋼結構建筑可以更好地滿足使用者的空間設計與裝修要求，相對于傳統的鋼混結構建筑的內部空間，其靈活性更高，布局更為多樣，因而具有明顯的優勢。

四、鋁模板的施工技術研究

因為工程項目的施工建設過程中，使用模板進行施工，是建筑管理上重要的項目內容，鋁金模板方面的投入會直接影響到項目施工的成本開支，因而不同結構類型的建筑，在鋁合金模板的使用上進行的投入差異，也要考慮在內，這樣才能對建筑成本做出科學的比較。模板工程屬于一項新興技術，其在使用安裝上都有一定的技術性要求，先需要從內墻開始安裝，在內墻作業完成后，再開始外墻部分的作業。依據建筑項目的實際情況，不同工程在作業要求上也有一定的差異性，因而對于高層建筑的作業施工工作，其中有一些要點必須要加以特別注意。這里面最需要注意的就是洞口模板方面的施工作業問題，實施拼裝作業過程中，脫模作業的環節十分重要，這一環節的施工有較高的技術要求，要合理使用物力試劑用以幫助脫模，這樣才能讓作業效率提高，失敗率降低。組裝作業的工作相對來說難度不大，不過在作業開始前要做好定位研究，對于作業中出現的偏差，要及時進行控制，這樣才能保障作業質量。在拼裝方面，這一環節的作業是對技術性要求較高的工作，因而在開始前要做好準備。而使用鋁模板進行作業，就可以有效減少技術難度，可以對不同的板塊做好編號，依據順序進行拼裝，因而能夠極大簡化作業工序，減少施工難度。

五、兩種結構的技術性對比

由于采用鋼結構進行施工建設與采用傳統鋼混結構在很多方面都有差異，因而要通過對不同標準的建筑性能實施對比，來說觀察二者差異。如以《建筑結構可靠度標準》;《建筑地基基礎設計規范》;《建筑結構荷載規范》等，通過對比兩種結構建筑在各個標準情況下的差異，能夠看出二者的綜合技術水平有何不同。在抗震性能上，鋼結構建筑的性能明顯要高于傳統鋼混結構建筑，在安全等級方面，鋼結構建筑也要具有顯著的優勢，與此同時，通過對比兩種結構建筑的很多指標，可以發現鋼結構與鋼筋混凝土結構主要的技術指標，在梁柱強度方面各自等級的劃分上，梁強度等級、核心筒墻體強度等方面，鋼結構建筑都要優于后者，不過對于截面較大的鋼混結構建筑，其在截面強度上要優于鋼結構建筑。

綜合以上研究，傳統鋼混結構建筑的造價跟鋼結構的高層建筑相比，其綜合性能比可以降低百分之二十上下，同時其工期也相對較短，對施工單位的資金占用壓力也相對較小，所以對于很多高層建筑的修建，采用鋼結構建筑可以更為適合當前的市場需要。

（作者單位：吉林省通榆縣房屋產權交易管理中心）

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