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阅读 153 次 钢结构住宅的优势效益分析及探讨

摘要:随着我国国民经济的迅速发展和城市现代化建设进程的加快,住房需要不断增加,居住要求也逐渐提高,所以建筑业作为我国支柱产业,必须体现可持续发展趋势。本文将钢结构住宅与传统住宅相比较,阐述了钢结构住宅的优缺点,并据此简要分析了钢结构住宅的经济和技术效益,对其发展前景进行了展望。...

钢结构住宅的优势效益分析及探讨

王红卫

陕西建工集团混凝土有限公司

    引言

    随着我国国民经济的迅速发展和城市现代化建设进程的加快,住房需要不断增加,居住要求也逐渐提高,所以建筑业作为我国支柱产业,必须体现可持续发展趋势。于是,根据我国基本国情,国家相继出台一系列办法,要求积极采用钢结构住宅,充分发挥钢结构住宅灵活、快速、装配等优势,实现工厂生产、现场组装、缩短工期、提高质量、降低成本的目标等,大力发展钢结构住宅。

    一、钢结构住宅的特点

    1、钢结构住宅的优点:

    钢结构住宅与传统结构相比,在设计、施工、实用、经济性、环保方面都具有经济效益好,短工期、低成本、快周转、易装修、增面积、环保节能等优势,舒适现代并且绿色环保,满足可持续发展的要求。

   (1)钢材内部结构组织均匀,实际受力情况和工程力学计算结果接近,设计更准确,无徐变和收缩现象、能在恶劣天气下施工等;

   (2)构件生产工厂化,变“现场建造”为“工厂制造”,质量稳定,现场组装,减少施工现场的环境、噪音污染;

   (3)钢结构住宅工业化程度高,现场作业少,钢材可回收利用,配合采用轻质墙板、复合楼板等新型材料,符合建筑节能环保的要求;

   (4)钢结构住宅轻质高强,使基础设计简单化,减少基础造价,尤其适用于地质件较差的地区;

   (5)抗震性能好,用于结构抗震措施的费用少。

   (6)施工周期短,投资回报快,资金风险低,投资效益高,制作、运输、安装、围护方便;

   (7)钢结构易增层和改造,分隔空间,能够更好的满足建筑大开间、灵活分隔的要求,并且可提高使用面积;

    2、钢结构住宅的缺点:

    钢结构住宅也有其结构、原材料性能、成本等方面的缺点需要重点控制:

   (1)住宅空腔多,居住噪音相对较大,在住宅的安全性、耐久性上缺少传统钢混结构保障度;

   (2)大量钢材与板材复合的结构体,热惰性较差,需采取技术措施提高居住舒适度;

   (3)属于较新的结构体系,未达到通用设计和优化设计,相对造价较高,同等楼层缺乏经济竞争力;

   (4)材料本身和建筑体系技术开发不够完善的原因,此种结构体系限于低层住宅或中低层住宅;

   (5)钢结构住宅由于原材料耐火性能差,需采取耐火耐高温处理等技术措施等。

    二、钢结构住宅的经济效益分析

    作为全新的结构体系,钢结构住宅带来了设计、制造安装、施工等多方面的革新,采用钢材及新型围护材料也带来了制造成本的变化,并成为制约钢结构住宅发展及其推广应用的一个关键因素。衡量钢结构住宅的经济性必须结合其优势及潜能,分析其综合经济性能。对小高层建筑而言,与钢混结构相比,钢结构住宅的土建造价较高,钢结构住宅主体部分及钢筋混凝土住宅主体结构部分的造价占总造价比例基本相当,主要原因在于围护部分的造价太高。因此,合理降低墙板的价格,对于降低工程造价具有重要的意义。综合而言,钢结构住宅的综合造价大致与混凝土住宅造价基本相当。特别是随着房屋层数的增加,钢结构住宅更能体现其优越性。

    钢结构住宅自重轻。由钢材建造的房屋整体重量轻,其首要原因是钢材本身较木材、砌块、混凝土等传统材料的强度高、重量轻,7吨混凝土仅相当于1吨钢结构的用量;其次,在钢结构住宅的结构体系中,墙体和楼板适于采用轻质材料,极其有利主体重量减轻。因为在住宅中墙体数量多,其重量所占比例大,若住宅中全部墙体均采用轻质材料,则不但主体重量有很大的减轻,还会因其科技含量高而带来很大的综合效益,目前我国在钢结构住宅中墙体多采用石膏板、泰柏板、ALC板等轻质材料,其建造后的主体结构比其他传统材料减轻约30%。

    上部结构的减轻是多层钢结构住宅可采用浅基础。这使得地基处理工作简单,运输量减少,造价降低,特别是遇到软土地基时,它将为业主带来很大的经济效益。

    钢结构住宅利用率高。首先,钢材的强度高,一方面当与传统结构的梁、柱截面积相同的时候,它可获得较大的开间和进深,这样不仅使房间的布置灵活、多变,而且扩大采光面积,减少因柱与墙之间形成的影响使用的“死角”,从而提高房间的利用率;另一方面,当柱距相同的时候,梁、柱的截面积比传统结构的小很多。

    钢结构的结构构件多为型钢,比较适合电线和管道的通过其梁上可开孔,腹板处可埋入管线而不占用户内空间,此外,因其墙体多为轻质填充墙,内部也可埋入管线。不占用房间的使用面积。

    钢结构住宅施工速度快有利于合理安排各分项工程的施工计划,缩短施工周期和资金占用时间,还可为施工提供较大的空间和较为宽敞的施工作业面。缩短施工工期将为业主带来可观的经济效益,同时在我国市场上的竞争力也将随着技术的完善不断增强。

    三、钢结构住宅的技术效益分析

    钢结构住宅具有良好的结构性能及经济性能,主要表现在几个方面:

    1、布局灵活,净使用面积大,利用型钢优良的承载性能,可以灵活布置大开间、大柱距的建筑平面;非承重轻质墙体的设计为住户提供了根据不同用途灵活布置室内空间的可能;型钢构件接点构造简洁,在垂直方向可方便地布置跃层和错层体系,结构构件截面较小,相对于传统结构方案;其净使用面积提高5.8%,得房率高。

    2、工业化程度高,设计制造安装周期短。现代轻钢建筑的设计、制造和安装鼎承预工程化(Pre-engineered)的思想,借助网络计算机技术和工业化生产手段,可实现设计、生产、施工安装一体化,具有极高的效率和精确度,项目建设周期短可缩短工期1/2~1/3。这样将极大地减少投资融资成本,使业主或建筑开发商在享受回报上具备很大的优势。

    3、安全性好。钢材是一种高强、高性能材料,除在结构防火方面稍显欠缺外,钢结构其它方面表现优良:尤其是钢材具备高延性,轻钢住宅结构抗强震能力远比传统结构强,从而大大地提高了住宅的安全可靠性。近年来的震害调查结果表明,在地震后能保留下来的建筑主要是钢结构建筑。

    4、轻钢住宅自重轻,约为混凝土结构的1/2~3/5 结构自重轻。可减少地震作用力,进而减小结构设计内力,同时降低基础造价,在南方软土地区尤为明显,使得综合造价低。

    5、轻钢结构住宅工业化程度高,现场湿作业少,污染小,符合环保建筑施工的要求,而且在我国北方地区,冬季现浇混凝土施工受到气候影响较大,钢结构住宅由于大部分构件在工厂制作,运往现场进行焊接或用螺栓整体组装,可全天候作业,这样大大加快了施工速度,可以减少开发商的资金成本;另外,钢材回收利用率高也是极具竞争力的优点。

    6、轻钢结构住宅所用的材料主要是绿色、可回收或易降解的材料,在建筑拆除时,具有很高的再循环使用价值,不会造成许多垃圾,因此符合可持续发展的要求。

    四、钢结构住宅发展前景的展望

    跟随着建筑住宅产业现代化的强健步伐,钢结构住宅凭借其自身优越性,如大跨度、大开间,有利于功能、空间的灵活布置,良好的抗震性能,自重轻,可降低基础造价,运输、安装工程量减少,提高了施工效率,提高了住宅的有效使用率,钢材具有可回收再利用等特点,符合绿色环保建筑节能的要求,满足住宅用户多元化、个性化的需求,具有较好的社会和经济效益,符合我国建筑业可持续发展的整体要求,加之国家制定了一系列的政策来推广和促进钢结构住宅建筑的发展,未来必将呈现更良好的发展前景。

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络设计项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)

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