輕工車間結構選型的技術與經濟指標對比淺析

邵楠楠 楊延欣 汪瀟瀟 辛鳳利

摘要：我國現已投產或在建的輕工車間廠房大部分為鋼筋混凝土結構形式，也有部分為鋼結構主廠房，兩種結構形式在技術和經濟方面各有優勢和劣勢。文章主要從技術、造價和施工進度等方面，對兩種結構形式在輕工車間廠房選型中的應用進行分析和比較。

關鍵詞：鋼結構;鋼筋混凝土結構;輕工廠房;對比分析

1兩種結構方案技術比較

混凝土本身是脆性材料，鋼筋混凝土框架結構梁柱截面大，節點抗震延性差，抗震消能能力差，結構遇震破壞后難以修復。主廠房若采用鋼筋混凝土結構，設計時需要特別注意薄弱層的加強，并避免柱子先于梁出現塑性鉸、導致結構坍塌性破壞。鋼材本身是一種延性很好的材料，主廠房若采用鋼結構，只要結構布置合理，抗震構造措施得當，其抗震性能比鋼筋混凝土結構要好得多。從國內外的地震時建筑物的破壞情況證明了這一點，同時鋼結構在震后也比較容易修復，但其造價要比鋼筋混凝土結構高一些，且后期需進行定期維護。

1.1鋼筋混凝土結構的優點

（1）鋼筋混凝土結構應用廣泛，施工技術日趨先進和成熟，可根據工期及場地情況，靈活選擇預制或現澆結構形式。隨著施工技術及設備的進步發展，采用新機具、新設備，已使得現澆鋼筋混凝土結構施工越來越方便和快捷。在施工安排合理的情況下，該結構型式已不再成為制約工程進度的因素。

（2）通過技術經濟比較，鋼筋混凝土廠房是目前使用的最經濟的結構形式之一。尤其是在大體積工業廠房工程中，與鋼結構形式相比，鋼筋混凝土廠房工程費用造價低，經濟效益更為顯著。

（3）鋼筋混凝土結構在實際的應用中，可與鋼結構組合使用，充分發揮鋼結構和混凝土結構的各自優點，既有利于縮短與鋼結構的工期差別，又能一定程度上降低工程造價。

（4）鋼筋混凝土結構防火性能好，后期一般不需進行維護。

1.2鋼筋混凝土結構的缺點

（1）在車間廠房工程中，鋼筋混凝土結構因梁、柱截面比鋼結構要大很多，給工藝布置帶來了很多不利影響，從而導致廠房高度提高、跨度加大、廠房體積增大。

（2）鋼筋混凝土結構自重大，基礎費用相應會有所增加。

（3）鋼筋混凝土結構因現場施工周期長，受氣候條件影響會較大，在惡劣天氣環境下的施工質量難以得到保證。

（4）鋼筋混凝土結構截面剛度大，難有較好的延展性，抗震性能比鋼結構形式差。

（5）鋼筋混凝土結構的施工質量影響因素相對較多，質量穩定風險更大，但從我國多年來的廠房工程建設情況看，鋼筋混凝土結構主廠房的質量完全可以滿足且達到設計意圖，特別是選擇實力強的專業建設隊伍，混凝土結構完全可以達到很高的質量水平。

1.3鋼結構的優點

（1）鋼結構安裝簡便，施工周期短，廠房的有效利用面積大。

（2）鋼結構結構自重較輕，能更好地減小地震作用的影響，相應就減少了基礎的建設費用，具有較高的性價比。

（3）鋼結構自重輕、強度高、延性好，對抗震有很好的適應性和優越性。在高烈度區，鋼結構較混凝土結構在抗震性能方面優勢明顯;但在中、低烈度區，鋼結構較混凝土結構在抗震性能方面優勢就不那么明顯。

（4）鋼結構構件的制造可在車間內進行，有利于保證加工質量，基本可以不受自然條件影響，生產及安裝的機械化程度高。

（5）鋼結構廠房不需另設設備埋件，在埋件方面較鋼筋混凝土結構減少了施工麻煩。

1.4鋼結構的缺點

（1）鋼結構廠房單位體積造價較混凝土廠房要高。

（2）鋼結構廠房的防火、防腐性能不如混凝土結構廠房。

（3）鋼結構廠房在運行期間存在定期維護問題，維護工作不僅會對運行產生一定影響，還會增加業主的工作量，較為煩雜瑣碎。

2工程造價分析與比較

2.1工程建安費

相對于鋼結構主廠房，混凝土結構主廠房造價要低，施工工期略長，以沈陽輝山乳業主車間兩廠房為例，兩個工程均為同一家設計院設計，鋼結構主廠房造價較混凝土結構主廠房要高5000萬元左右，主要由鋼筋、鋼結構、混凝土工程量差異引起。

2.2全壽命期的費用

鋼結構防火、防腐性能較混凝土差，特別是沿海地區火電廠對防腐要求更高。防腐材料一般使用壽命為3～5年，如采用優質長效防腐處理材料，第一次維護周期最長可達10年，以后每3～5年需維護一次。受防火、防腐材料的使用壽命限制，鋼結構主廠房在運行期，需周期性對鋼結構進行防腐維護。粗略按每5年維護一次考慮，每次維護費用按200萬計，在不計資金的時間價值情況下，僅靜態費用則需2000萬元左右。

2.3材料價格的市場風險

鋼筋混凝土結構主廠房主要材料用量為鋼筋和混凝土，材料主要需求為地材，可由施工單位包工包料施工，需支付給施工單位的預付款比例相對要低。而鋼結構主廠房對鋼材需求量較大，且一般為成品H型鋼供貨到現場，雖然工期短，但前期資金壓力較大。另一方面，鋼材價格市場波動性更大，工程造價的靜態投資準確性不易掌握，市場風險較大，故采用鋼結構主廠房的廠房工程準備金則需相應增加。

3工期分析與比較

3.1工期影響因素

（1）對于鋼結構主廠房工程來說，鋼結構一般由制作單位工廠化加工，現場安裝單位就多了一道供貨環節，增加了協調工作量，且鋼結構供貨是否及時是影響安裝工期的關鍵。

（2）鋼結構主廠房施工需遵循鋼結構施工的程序較多，如螺栓初擰到終擰需滿足一定的間隙時間;鋼結構主廠房的樓層板一般為壓型鋼板底模的鋼筋混凝土板，需在鋼結構終擰完成后，再進行澆筑。

（3）即便廠房采用鋼結構，汽機基礎仍為鋼筋混凝土結構，故而專業交叉、交接就更多，均需按部就班地完成，工序間易耗費時間，組織緊湊施工較困難，不利于工程搶工。

（4）鋼筋混凝土結構主廠房施工專業相對單一，施工較單純，組織施工可緊湊安排，工期可內控，把握度較高。

3.2主廠房結構施工關鍵線路

（1）鋼結構主廠房的土建施工關鍵線路一般為主廠房樁基施工→主廠房基礎施工（含汽機基座基礎）→主廠房框架鋼結構吊裝、汽機基座上部結構施工→各層平臺施工→主廠房封閉完成。

（2）混凝土結構主廠房的土建施工關鍵線路一般為主廠房樁基施工→主廠房基礎施工（含汽機基座基礎）→主廠房框架、汽機基座上部結構→各層平臺施工→主廠房封閉完成。

4結束語

綜合工程的技術、造價和工期等方面因素，只要采取合理的結構體系，兩種結構形式均能滿足抗震設計規范的各項抗震性能要求，從技術角度和理論計算上來講都是可行的。鋼結構主廠房主要優勢在于工期相對較短，混凝土結構主廠房優勢在于造價低，易維護。從近年來我國輕工車間廠房建設的實際狀況，混凝土結構主廠房占有壓倒性的優勢，隨著混凝土結構主廠房施工技術方法的不斷改進和發展，機械化程度的不斷提高，不斷縮小與鋼結構主廠房在工期上的差距，許多輕工車間廠房一期為鋼結構，而二期反而改為混凝土結構。由此可見，相對于鋼結構主廠房，無論從技術經濟分析角度，還是實際應用情況來講，混凝土主廠房還是占有一定優勢的。

參考文獻：

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