复合结构墙体住宅的经济指标分析

余兴华，李 静，张 霞

(1.河南工程学院 土木工程系，河南 郑州 451191 ；2.河南永和置业有限公司，河南 郑州 450007)

复合结构是由钢筋混凝土柔性梁、柱和钢筋混凝土人字支撑(截面尺寸小于梁柱)组成的人字支撑新型结构，可以代替原多层住宅中的黏土砖承重墙.

图1 人字支撑复合结构 Fig.1 New composite structure

1 复合结构墙体的一般构造

1.1 复合结构(柔性梁柱加支撑)的墙体

复合结构的合理柱截面是250 mm×250 mm，优化的支撑截面的宽为120 mm[1]，可使用厚度为60 mm的2块轻质墙板将复合结构的支撑夹在中间作为墙体材料，如图1所示.同时，为了满足目前住宅墙体节能设计的标准，可以根据需要在墙板之间加入保温材料.

2.2 不加支撑的墙体

作为住宅的纵向墙体，需要满足照明、通风、交通等要求，所以需开较大的门窗洞口，通常设计为非承重结构，仅采用梁柱结构而不加支撑即可，所以其墙体既可以选择轻质墙板，也可以选择混凝土加气块或粉煤灰空心砌块等材料.

已有的研究结果[1-4]表明，在所加支撑的帮助下，梁柱在竖向荷载作用下的内力较梁柱结构大大减少；而在风荷载及地震作用下支撑起着主要的抗侧和抗震作用，使复合结构具有良好的抗震性能，能满足住宅结构的承载力和使用要求，符合现代设计的理念.但是，作为一种新型的结构体系，经济分析是其推广和应用的前提.本文针对复合结构用于某住宅楼1个单元，从经济分析入手，与采用砖混结构、异型柱结构体系的住宅进行了对比，通过敏感性分析，研究影响复合结构墙体造价的主要因素，为推广复合结构墙体提供了依据.

2 复合结构墙体与异型柱结构、砖混结构墙体主要技术经济指标的对比

2.1 工程概况

以莱钢樱花园4#楼[5]1个单元的墙体作为研究对象(因为采用预应力预制楼板时，3种结构楼面的造价相同)，共6层，层高为2.9 m，其标准层平面图如图2所示.分别采用复合结构(填充粉煤灰轻质墙板，外墙部分在轻质墙板之间夹入120 mm的厚聚苯乙烯泡沫板作为外墙保温)、异型柱结构(分别建立了填充粉煤灰轻质墙板和混凝土加气块)和砖混结构，对这3种结构形式房屋的技术经济指标进行了对比分析.

图2 莱钢樱花园4#楼1个单元的标准层平面图[5]Fig.2 The standard floor plan a unit of 4# building in Laigang Flowing Cherry Garden

2.2 各种结构形式房屋技术经济指标的计算

采用PKPM软件建立相应的模型并进行了工程量的计算，分别计算出了采用复合结构、异型柱结构和砖混结构的墙体总造价.通过工程预算和统计，得到了相应的技术经济指标，钢材用量表、墙体工程造价表及工程总造价表分别如表1、表2和表3所示.

表1 钢材用量对比表Tab.1 The contrast of steel quantity

表2 墙体造价对比表Tab.2 The contrast of wall cost

表3 工程总造价对比表Tab.3 The contrast of the general cost

2.3 各种结构形式房屋的主要技术经济指标分析

表1表明，复合结构墙体的总用钢量高于砖混结构，略低于异型柱结构；表2表明，复合结构的墙体工程成本与使用同样墙体材料的异型柱结构(填充粉煤灰轻质墙板)基本相同，高于使用填充混凝土加气块的异型柱结构，也高于砖混结构；表3中的总工程成本显示，复合结构墙体的总工程成本要略低于使用同样墙体材料的异型柱结构，略高于砖混结构和填充混凝土加气块的异型柱结构.

3 复合结构墙体住宅主要经济指标的敏感性分析

3.1 复合结构墙体住宅主要经济指标的敏感性计算

以上计算结果表明，影响复合结构造价的因素主要是钢材价格、钢材用量、混凝土用量、填充墙体工程成本及外墙保温工程成本，要想降低复合结构的造价，必须从这几个方面进行研究.为了深入研究影响复合结构多层住宅工程成本的主要因素，需要对主要经济指标进行敏感性分析，以上指标的敏感性分析分别如表4～表8所示.

表4 钢材价格敏感性表Tab.4 The sensitivity analysis of steel price

表5 钢材用量敏感性表Tab.5 The sensitivity analysis of steel quantity

表6 水泥价格敏感性表Tab.6 The sensitivity analysis of cement price

表7 粉煤灰轻质墙板价格敏感性表Tab.7 The sensitivity analysis of fly ash light-quality wallboard price

表8 聚苯乙烯泡沫塑料板价格敏感性表Tab.8 The sensitivity analysis of polystyrene foamed plastic board price

3.2 复合结构墙体住宅主要经济指标的敏感性分析

表9为以上指标的敏感性分析对照，图3为依据表9做出的复合结构主要经济指标的敏感性分析图.

图3 复合结构主要经济指标敏感性分析图Fig.3 The sensitivity analysis of the major economic index for compound

表9 复合结构主要经济指标敏感性分析对照表Tab.9 The contrast of the sensitivity analysis of the major economic index for compound structure

从以上图3和表9可以看出，复合结构轻质节能住宅墙体工程成本敏感程度的主要指标依次为粉煤灰轻质墙板价格、钢材用量、钢材价格、聚苯板价格和水泥价格,所以要降低复合结构轻质节能住宅墙体的工程成本，首先要降低粉煤灰轻质墙板的价格，其次是减少钢材用量.

4 结论

(1)采用复合结构的多层住宅(不包括楼板造价)的工程成本略低于使用同样墙体材料的异型柱结构(填充粉煤灰轻质墙板)，高于使用填充混凝土加气块墙体的异型柱结构，也高于砖混结构;

(2)复合结构轻质节能住宅墙体工程成本敏感程度的主要指标依次为粉煤灰轻质墙板价格、钢材用量、钢材价格、聚苯板价格和水泥价格，所以要降低复合结构轻质节能住宅墙体工程成本，首先要降低粉煤灰轻质墙板的价格，其次是减少钢材用量.

参考文献：

[1] 王新玲，曹双寅.多层住宅复合结构的Pushover分析及支撑优化[J].福州大学学报：自然科学版， 2005，33(增)：30-35.

[2] 王新玲，李海明，杨广宁.多层住宅复合结构体系的结构选型分析[J].工业建筑，2005，35(1)：37-39.

[3] 王新玲，张海东.多层住宅复合结构在竖向荷载作用下的试验分析[J].郑州大学学报：工学版，2005，26(4)：5-8.

[4] 王新玲，赵更歧，张海东.多层住宅复合结构的抗震试验研究[J].土木工程学报，2006，39(8)：51-56.

[5] 曲成平.H型钢钢结构节能住宅建筑体系的综合评价[D].重庆：重庆大学，2004：45-46.