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摘要：以某一住宅為例，對多高層建筑采用鋼結構和鋼筋混凝土結構兩種結構體系進行了技術經濟對比分析，結果說明了鋼結構建筑具有較好的經濟效益，是將來多高層的發展趨勢。...

多高層鋼結構與鋼筋混凝土結構建筑經濟對比

伍  峰

(西南交通大學土木工程學院，四川成都610031)

    高層建筑是近代經濟發展和科學技術進步的產物。高層建筑體現了人類征服自然、控制自然的愿望，是人類表現力量和財富的手段。大量高層建筑的涌現，已是都市化的一個重要標志。

1.多高層鋼結構發展概況

    我國的高層建筑結構，目前主要還是采用鋼筋混凝土結構。這既符合我國國情，可適應使用要求和降低工程造價，也符合規范關于使用高度的規定。

    鋼筋混凝土結構已有近200年的歷史，因其合理地利用了鋼筋和混凝土麗種材料的受力性能特點，現已廣泛應用于各種工程結構中。其優點有：造價較低，取材豐富，耐久性和耐火性較好，維護費用低。由于這些優點，鋼筋混凝土結構成為我國傳統的結構形式，我國的高層建筑中鋼筋混凝土結構占主導地位。到目前為止，我國已經建成多棟200 m以上的鋼筋混凝土建筑，其中最高的是廣州中天廣場大廈，68層，高321 m。國外的高層建筑，如馬來西亞吉隆坡建造的世界最高的雙塔樓建筑，85層，高450 m，也是鋼筋混凝土結構。

    鋼結構用于多高層建筑在國外有l00多年的歷史。在發達國家，高層建筑的結構體系以鋼結構為主，而在我國高層建筑中鋼結構的應用還并不普遍。1983年開始策劃與設計的北京長富宮中心工程是我國最早起步的26層純鋼框架結構；l986年建成的高82．75 m的北京香格里拉飯店采用了型鋼混凝土框架一鋼筋混凝土核心筒混合結構；1987年完工(高165 m)的深圳發展中心大廈是我國第一棟超過100 m的高層鋼結構建筑，該工程中使用截面為l070mm×1070mm的箱形柱(壁厚l30 mm)在工地上安裝焊接獲得成功，為以后高層鋼結構建筑厚鋼板焊接提供了經驗。20世紀80年代以來，以高度達到208 m的京廣中心為代表，我國相繼建成了一批高層鋼結構建筑，掀起了我國高層鋼結構建筑應用的小高潮。從l990年到l994年，我國高層鋼結構建筑的發展經歷了一個停滯階段。l994年之后又邁進了一個新的階段。1996年建成的深圳地王大廈，主樓高325 m，連同天線桿總高384 m，地上81層，地下3層，中間為型鋼混凝土核心筒，外側為鋼框架，是我國第一棟高度超過300 m的高層鋼結構建筑。1999年建成的上海金茂大廈高420m，地上88層，采用鋼框架一混凝土核心筒混合結構體系，是目前國內建成的最高建筑。在建的上海環球金融中心高492 m，地上101層，建成后將成為世界最高的摩天大樓。香港于l988年建成的中國銀行，高368 m，78層，屬鋼與混凝土混合結構體系，該工程在建筑上和在結構上均有其特色。值得一提的是l998年建成的大連遠洋大廈，該大樓高201 ITl，51層，采用鋼框架一混凝土核心筒結構。該大樓的設計、制造、安裝以及鋼材供應全部是由我國自己完成的。這也標志著我國高層鋼結構建筑完全國產化的起步。現在國內很多房地產開發商、投資公司、大型鋼鐵企業和有遠見的企業家紛紛投入到鋼結構建筑的研究開發工作中，再加上鋼結構建筑本身的優勢，鋼結構建筑正得到業內各界越來越廣泛的關注。而多高層鋼結構在綜合經濟效益方面具有哪些優勢，是房地產開發商和業主普遍關心的問題。本文針對某l5層住宅樓為例，分別采用鋼結構一混凝土剪力墻結構和鋼筋混凝土一剪力墻結構兩種體系，分析其在結構性能、結構占用面積、造價、工期以及綜合經濟效益等方面的異同，最后總結出鋼結構所特有的優勢。   

2.工程概況

    該工程為某房地產開發公司在四川省成都市高新區承  建的商品住宅房，地面以下1層，地面以上l5層，建筑總高度為45.3 m，建筑面積為4068 m²。標準層層高3．0 m，標準層平面圖及立面圖如圖I和圖2所示�？拐鹪O防烈度為7度(0．1 g)，設計地震第二組，建筑抗震設防類別為丙類；基本風壓值按照高規[1]+[2]要求，應該按現行國家標準《建筑結構荷載規范》  (GB 5009—  2001)圖6．1．2《全國基本風壓分布圖》中的基本風壓乘以1．1，即0．30×1．1=0．33 kN／m²，風荷載標準值由計算軟件自動生成；地面粗糙度為B類，建筑場地土類別為Ⅱ類。

3.結構選型及分析

    由于本工程高度已經超過了鋼筋混凝土異型柱框架和短肢剪力墻的適用高度，而且混凝土框架結構在多高層建筑結構中應用較少，所以本工程僅僅選用鋼框架一混凝土剪力墻結構體系和鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系兩種體系進行分析比較。兩種結構體系所采用的梁柱截面、樓板以及填充墻材料如表l所示。

表4結構占用面積比較。

結構形式	標準層總面積(m2)	柱面積(m2)	梁面積(m2)	結構占用面積
鋼框架一混凝土剪力墻	271.2	3.36	5.88	3.4％
鋼筋混凝土框架一剪力墻	271.2	5.25	17.28	8.3％

    從表4可以看出，鋼結構體系的結構占用面積比鋼筋混凝土結構的結構占用面積減少很多，即鋼結構建筑戶內有效使用面積可以比混凝土結構有很大提高。建筑有效使用面積的相對增加，可以抵消一部分因采用鋼結構體系而增加的主體費用，讓開發商得到了實實在在的經濟效益．同時也能夠讓業主得到更多的有效使用面積。

    由于鋼結構以及配套技術相應部件的絕大部分易于定型化、標準化，一般在工廠加工，現場安裝，施工工期很短。鋼結構的工期一般比鋼筋混凝土結構節省l／2～l／3．這大大降低了施工企業的施工管理費用、設備租賃以及貸款利息，其綜合效益是非常可觀的。

    再者，鋼結構建筑施工中由于濕作業的減少，減輕了諸如揚塵、排放廢水、噪聲等對環境的污染；新型墻體材料的保溫節能，減少了建筑使用過程中對能源的消耗；鋼材的可循環再利用，非常符合社會可持續發展的戰略要求，這些都不是能簡單地用金錢來衡量的。

    總之，鋼結構建筑具有柱梁截面小，有效使用面積大。工速度快，工期短，貸款期短，貸款利息少，綠色環保，材料可重復利用等優點，符合社會可持續發展要求，具有較好的綜合經濟效益。隨著建筑技術的發展，輕質材料的應用以及設計方法的改進，鋼結構的造價還可能會不斷降低，而且隨著建筑高度的增加，鋼結構的綜合經濟效益將更加突顯。

6.結束語

    為推進鋼結構建筑的發展，應從設計、制造、運輸、安裝、維修和管理等環節著手加強管理和協痼，以降低成本；提高綜合經濟效益，更加體現出鋼結構建筑的優勢。

    (1)選擇合理的結構方案，構件布局，截面形狀以及節點構造，盡量減少構件規格品種，做到精心設計，為構件制作、運輸、吊裝創造條件。

    (2)解決鋼結構建筑防火，防腐問題，做到成本增加不多而效果更好。

    (3)積極開發新型輕質墻體材料，做到原材料因地制宜，工廠化生產，運輸和安裝連接方便，降低墻板價格。

    (4)加強施工組織和管理，充分發揮鋼結構施工工期短的優勢，減少時間成本。

    雖然目前鋼結構造價比鋼筋混凝土結構沒有什么優勢，但從建筑的有效使用面積增加、基礎費用低、施工速度、天氣對工期影響小、品質以及精確度高，對周圍環境影響小，建筑的可持續發展等方面上來分析，鋼結構建筑具有很好的綜合經濟效益。隨著建筑產業現代化的不斷推進，鋼結構建筑發展前景非常廣闊，將會成為多高層以及高層建筑的發展趨勢。

參考文獻

[1]JGJ 99—98高層民用建筑鋼結構技術規程[s]．

[2]JGJ 3—2002高層建筑混凝土結構技術規程[S]．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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