预制装配式钢结构建筑经济性研究

杨子毅

摘 要：文章对预制装配式钢结构建筑的概念进行探析，同时对预制装配式钢结构建筑的应用现状进行分析，从而对预制装配式钢结构建筑体系以及预制装配式钢结构建筑的经济性进行分析，最后对预制装配式钢结构建筑降低成本的主要方法进行探析。希望通过文章的研究，为预制装配式钢结构建筑的经济性研究提供一些参考和帮助。

关键词：预制装配式；钢结构建筑；经济性研究

1 前言

需要在了解预制装配式钢结构建筑功能特性的基础上，对其经济性进行深入研究，获取相应的研究成果，使得我国预制装配式钢结构建筑实践应用中能够达到预期效果，优化现代建筑服务功能的同时保持建筑结构多样性。

2 预制装配式钢结构建筑概念与形式解析

所谓的预制装配式建筑，是指在建筑主要构件实践应用中采取预先在工厂加工完成的方式，且在可靠牢固的连接方式支持下，将工厂加工得到的建筑主要构件在施工现场进行拼装处理的新型建筑形式。由于不同形式的预制装配式建筑实践应用中所产生的作用效果有所差异，因此，需要提高对预制装配式建筑形式的正确认识，从而为其应用范围扩大提供保障。具体表现为：①装配整体式钢筋混凝土结构。这种形式的预制装配式建筑实践应用中所涉及的主要建筑构件为预制混凝土构件，需要在工厂预制生产计划的支持下，采用施工现场装配连接式及现浇混凝土的方式得到所需的结构并加以使用[1]；②预制装配式钢结构建筑。这种预制装配式建筑实践应用中所涉及的主要建筑构件为钢柱、钢梁，确保了建筑物长期使用中的承重结构性能可靠性，具有良好的市场应用前景；③预制集装箱式建筑。该建筑建设中所依赖的主要建筑构件为集装箱，且这类构件形成中需要在工厂内流水线的各个模块上制作而成，进而采取拼接组合的方式在施工现场进行操作，满足预制装配式建筑需求。

3 预制装配式钢结构建筑的特点与主要构造

3.1 预制装配式钢结构建筑主要特点

预制装配式建筑的具备多种传统建筑所不具备的特点：一方面能够实现标准化和模式化的设计生产，有助于施工规范的制定，生产施工的效率更高，适宜保障性住房的建设；另一方面能够有效避免建筑材料的浪费，可以根据建筑的具体情况来设计结构构件，量体裁衣，节约了一定的生产成本投入，装配施工程序简单，能够有效缩短施工工期；同时还能够节约人力资源，减少人工成本，在降低工人劳动强度的前提下减少施工现场安全隐患的发生，通过对工人的整体培训来提高综合素质；此外能够有效保证产品质量及施工质量，信息化机械化生产线的投入能够有效解决传统建造模式中所存在的问题。

3.2 预制装配式钢结构建筑主要构造

（1）钢框架结构体系。钢框架体系以沿建筑物的纵向和横向布置的梁和柱作为承重和抗侧剪力的主要构件，其抗侧刚度与梁柱的抗弯承载能力有关。作为一种柔性结构，钢框架体系的平面布置比较灵活，受力传力体系明确，适用于低多层建筑或抗震设防烈度相对较低的区域[2]。（2）钢框架—剪力墙结构体系。钢框架—剪力墙结构体系是在框架结构的基础上，沿着柱网的纵横方向布置一定数量的剪力墙而形成的结构体系，有效改善了建筑的侧向刚度，弥补了该体系侧向位移偏大的不足。框架承受竖向荷载，剪力墙协同承担部分水平荷载，适用于较高层数的建筑。（3）钢框架—支撑结构体系。框架—支撑结构体系是一种双重抗侧力结构体系，在框架结构的部分柱之间设置横向钢支撑，以支撑水平荷载，并不影响承担竖向荷载的能力。该体系框架承载稳定性较高，能够有效减少梁柱截面面积，但是部分构建构造复杂，布局灵活性受到影响。常用的预制装配式钢结构建筑常用的楼屋面板形式包括现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板—混凝土组合楼板、钢筋桁架混凝土组合楼板等。①现浇钢筋混凝土楼板。现浇钢筋混凝土楼板不受开间形状格局的限制，开洞方便，设备管道铺设施工简单，通过与钢梁形成组合梁，能够减少梁的截面高度，造价较低，但是自重较大，承载能力有限，不适宜大跨度结构。②压型钢板—混凝土组合楼板。压型钢板—混凝土组合楼板以钢梁上铺设的凹凸相间的薄钢板为衬板，通过栓钉焊接在钢梁上，增加整体性能。施工中可以多层同时进行，且节约模板费用，整体刚度较大，整体性优越。③钢筋桁架混凝土组合楼板。钢筋桁架混凝土组合楼板的形成发展以压型钢板混凝土组合楼板为基础，将原本现场绑扎的板钢筋加工成钢筋桁架，并与钢板预先焊接成一体，从而形成组合模板。钢筋桁架中钢筋排列均匀，能够大大提高楼板质量，混凝土保护层厚度得到了有效保证。

4 预制装配式钢结构建筑的经济性分析

4.1 预制装配式钢结构建筑费用来源

这里所说的费用是指在建筑工程施工过程中所产生的人工费用、材料费用以及设备的费用等，这些费用也是造价的主要费用。但是在预制装配式钢结构建筑施工当中，主要的费用是来自于预制构建的生产费用以及安装费用和运输费用、保温工程费用等，两种费用来源是由不同元素构成的。

4.2 不同建设方式的经济指标比较

如果利用预制装配式钢结构建筑方式可以有效的降低现场的工作量，并且因为利用钢管混凝土柱的习惯是可以减少原材料的实用量，从而有效的减少成本，采用预应力的地板可以进一步减少钢筋和混凝土的使用量，从而节约成本。預制装配式钢结构的造价虽然比以往的混凝土框架高，因为组合构件，可以有效的降低钢梁的价格。两种建造方式在墙体方面的造价都很高，但是传统的墙体制造过程比较复杂，并且需要搭配很多的脚手架以及模版，会在一定程度上提升造价，所以预制装配式钢结构在经济指标方面更具有优势。

5 预制装配式钢结构建筑降低成本方法

5.1 选择合理的建筑结构体系

在进行预制装配式钢结构建筑施工未开始时，要根据现场的具体情况对具体的方案和设计进行分析和研究，从而选择结构体系，优化梁柱的截面，保证充分的发挥结构构件的特点，降低结构以及原材料的费用以及使用量。

5.2 合理选择建筑板面体系

根据相关的统计数据，预制装配式钢结构建筑当中对于楼板的实用量相于以往来说提升了很多，从而对于预制装配式钢结构建筑的经济性提升了。如果对于楼面板的体系进行合理的选择，例如预应力叠合楼板的应用，不但能够对于楼板的使用数量进行减少，同时也降低装配楼板的难度，节约了时间，从整体上提升了预制装配式钢结构建筑的经济性。

5.3 降低墙板体系成本

预制装配式钢结构建筑墙板一般实用的是预制混凝土式的外挂墙板，这种墙板的制作所需要的材料费用以及设备费用相较于以往有所提升，所以在经济性方面是比传统模式要低的。但是如果能够利用一定的措施和方法，来对材料以及设备的费用进行控制，在设计的过程中，尽量减少材料和设备的实用数量和费用，所采用的构件更加的简单和规范，再加上提升模具的周转数，从而有效的降低整体的成本。

6 结语

未来建筑企业生产计划实施中应给予预制装配式钢结构建筑经济性更多的关注，从多个方面入手对这类建筑实践应用中的经济性进行充分考虑，使得预制装配式钢结构建筑在现代建筑建设中所占据的地位得以提升，满足建筑行业长远发展要求。

参考文献：

[1] 秦迪，陈进宝.我国装配式钢结构建筑的发展及现状研究[J].智能城市，2017（11）：19～21.

[2] 毕可廷.预制装配式钢结构建筑经济性研究[J].建材与装饰，2018（2）：148～149.