预制装配式钢结构建筑经济性研究

胡 彬

(中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000)

社会经济的快速发展，推动了城市化水平的提升，在城市建设中，每年都会出现大量的建筑项目，其所采用的建筑结构主要为现浇混凝土结构以及砖混结构，劳动强度相对较大，同时存在一定的安全隐患。在这种传统建筑模式下，所形成的建筑方式相对落后，同时建筑能耗较高，在施工质量把控方面的难度较大[1]。而预制装配式建筑结构的应用，可以有效地弥补传统建筑行业发展中存在的问题，为建筑行业的发展提供可靠保障。因此，必须要对预制装配式钢结构建筑的功能特性进行分析，明确其经济性，从而发挥出预制装配式钢结构建筑在实际应用中的效果，实现现代建筑服务功能的优化，提升建筑结构的多样性。

1 预制装配式建筑概述

1.1 预制装配式建筑的含义

预制装配式建筑指的是在建筑施工过程中，采用预先加工的方式来完成主要构件，同时采用可靠牢固的连接方式，将工厂加工获得的预制件，在施工现场进行拼接处理。作为一种新型的建筑形式，预制装配式建筑的应用，可以有效弥补传统建筑行业发展中存在的不足，有效的把控施工质量[2]。在建筑行业的发展中，通过发挥出预制装配式建筑的优势，可以显著提升现代建筑建设效率，从使用者多样化需求出发，促进建筑行业的可持续发展，为现代建筑行业的发展注入新的活力。

1.2 预制装配式建筑的形式

在预制装配式建筑的应用中，不同形式所产生的作用存在一定差异，为了更好的加深对预制装配式建筑的认识，必须要对其形式进行系统的分析。首先是装配整体式钢筋混凝土结构。对于这种形式的应用，主要涉及的建筑构件为预制混凝土构件，在预制生产计划制定以后，工厂负责预制件的生产，然后运送到施工现场，采用装配连接以及现浇混凝土的方式，发挥出预制件的作用[3]。其次是预制装配式钢结构建筑。对于这种形式而言，主要建筑构件为钢梁与钢柱，可以有效延长建筑物的使用寿命，实现承重结构性能可靠性的提升，在建筑行业有着良好的应用前景。最后是预制集装箱式建筑。这种建筑建设工作的开展，主要依赖于集装箱这一建筑构件，在流水线中进行模块化生产，然后采用拼接组合的方式，再进行施工现场操作，从而顺应预制装配式建筑的需求。在建筑行业发展中，需要重视不同形式的合理应用，增强现代预制装配式建筑的活力，提升建筑行业的可持续发展能力。

1.3 预制装配式建筑的特点

在预制装配式建筑的应用中，相较于传统建筑行业来说，其呈现出鲜明的特点。首先，预制装配式建筑在实际建筑施工环节中，可以采用标准化、模式化的方式生产，既可以满足现代建筑建设的需求，又可以提升施工效率。特别是在模式化生产的过程中，建筑构件的生产效率大大提升，为保障性住房建设奠定了坚实基础[4]。其次是建筑材料利用效率更高。在预制装配式建筑的应用下，可以从实际情况出发，开展针对性的结构构件生产，既可以对建筑成本进行有效控制，同时也能够提升建筑材料的利用效率。在简单的施工流程支持下，实现了项目施工效率的改善，为项目施工资源的优化配置奠定了坚实基础，强化建筑质量控制，避免出现安全事故。最后是施工作业的高效性。在现代建筑施工过程中，预制装配式建筑施工现场能够对不同建筑构件进行拼装使用，进而实现了项目施工流程的优化，显著提升了工程施工中颙的高效性，为现代建筑行业的发展注入了新的活力。

2 预制装配式钢结构建筑的结构分析

在目前预制装配式钢结构建筑建设中，通过合理的运用各种不同类型，可以充分发挥出这一结构的优势，为现代建筑行业的发展服务，这就需要对不同形式的使用进行分析，掌握现代建筑施工的具体要求。

2.1 合理运用钢框架结构体系

在预制装配式钢结构建筑的应用中，钢框架结构体系的作用十分重要。在这一结构体系的帮助下，可以实现承重效果的改善，同时在抗侧剪力方面性能良好，对于具有此类建筑需求的构建可以合理选用[5]。在充分掌握建筑整体概况的基础上，这些建筑构件的布置，需要沿着建筑物的纵向与横向，进行合理分配，从而形成有效的柔性结构，保证在建筑施工过程中，可以提升预制装配式钢结构梁柱抗弯承载力的提升，同时增强其抗剪强度。在实践中发现，如果在抗震防裂度较低的区域内开展建筑施工，可以充分考虑钢框架结构体系，从而满足其预制装配式钢结构建筑的需求。

2.2 重视钢框架与剪力墙结构体系设置

在预制装配式钢结构建筑中，这一结构体系的形成，主要是以钢框架结构为基础，逐渐的发展起来。在实际建筑环节中，可以结合建筑侧向强度的实际需求来进行有效设置。通过在柱网的纵横方向进行剪力墙的设置，构建建筑所需的结构体系，同时处理建筑物长期使用过程中，结构体系出现侧向位移的问题。因此，在一些较高层数的建筑项目施工中，可以充分考虑钢框架与剪力墙结构体系的设置。

2.3 加强钢框架与支撑结构体系使用

在现代建筑行业的发展中，钢框架与支撑结构体系的使用，可以在建筑建设当中合理的运用双重抗侧力结构体系，有效的应对建筑物实际使用过程中的水平荷载问题[6]。在形成钢框架与支撑结构体系的时候，需要在钢框架结构相关部分柱当中，设置横向钢来提供支撑。但是在这种结构体系的应用中，相对复杂，这就需要结合建筑施工的实际需求，做到合理应用，在保障施工效率的同时，最大限度上降低施工成本。

3 预制装配式钢结构建筑设计要点

3.1 设计原则

从预制装配式钢结构建筑设计来说，必须要满足通风、采光以及退线三个环节的要求，然后在充分结合设计经济性特征的基础之上，分析不同建筑结构的特性，选择合适的模块，开展后续的设计工作。与此同时，在设计环节中，需要对施工现场的组织过以及连接过程等进行充分考虑，保障建筑施工的质量，同时提升施工效率。

3.2 预制件设计要点

在预制装配式钢结构设计中，预制件设计作为其中最核心的内容，在实际开展中，必须要严格的遵守标准化与模块化的准则。同时在设计环节中，需要遵循简约性与经济性的原则，从简洁规整作为出发点，在符合设计要求的同时，尽可能地控制构件的种类与使用，实现施工成本的有效控制。此外，在实际设计预制件环节中，必须要对预制件加工的可行性与效率进行分析，保障所设计的结构，能够符合建筑的要求，实现预制件质量的提升，成为了目前预制装配式钢结构设计中的重要环节。

3.3 连接件设计与承载力计算

首先，在设计环节需要尽可能的保证稳定性，避免使用一些临时支撑的预埋件，减少固定连接件的预埋吊件，特别是在遇到特殊情况的时候，必须要从设计工况出发，进行相关内容的设计。不管是制作运输，还是安装环节，都需要在规定标准之下，开展预制构件的验算。其次，验算预制构件的承载力，从而保证其能够在地震工况的情况下，提升自身的稳定性。然后需要对预制构件的裂缝、变形以及承载力等因素进行验算，保证其符合实际工况的需求。

4 预制装配式钢结构建筑经济性分析

从现阶段的建筑施工来看，在预制装配式钢结构施工过程中，其造价结构比较复杂，包括间接费、直接费、税金、规费、建设利润等，其中施工单位主要掌控建设利润以及间接费，而对于规费与税金来说，则是比较固定。因此，对于预制装配式钢结构建筑成本来说，直接费所产生的影响起着决定性作用，例如运输费用、构件费用、安装费用以及措施费用等。对于构件费用来说，主要包括生产费、材料费、工厂摊销费、模具费以及预制构件厂的生产利润，同时还包括所纳税金等，在实际施工过程中，预制构件运输过程中所产生的费用，主要取决于运输距离，特别是对于部分构件来说，需要进行二次搬运，这就造成了建设成本大大提升。因此就需要在预制装配式钢结构建筑应用中，合理选择预制厂家，将运输距离等因素充分考虑在内，最大限度上降低自身的建筑成本。

对于预制装配式钢结构应用方面，其外挂墙板的造价以及所采用材料成本，受到了实际机械施工的影响，在开展成本控制的过程中，需要以上述两部分作为主要目标。安装费用则主要为安装机械的成本费用，同时还包括一些人工费用，相较于传统建筑施工方式来说，在预制装配式钢结构体系的费用中，人工费用可以节省四成左右。在目前用工成本不断提升的情况下，预制装配式钢结构建筑在人力成本方面的优势，可以得到充分展现，同时其施工时间相对较短，在成本控制方面更为灵活。设施费则主要为预制模板成本以及施工脚手架等，特别是在施工脚手架方面，明显少于传统建筑方式，仅需在现场浇筑或者安装的时候使用即可。对于预制模板的成本来说，则受到了构件预制率的影响，在保证模板规范统一的情况，可以实现成本的有效控制。

5 预制装配式钢结构建筑造价成本控制的措施

在预制装配式钢结构建筑施工中，必须要对其造价成本进行合理的控制，选择合适的结构体系以及楼屋面板体系，降低墙板体系的成本，充分发挥出预制装配式钢结构建筑的优势。

5.1 合理选择结构体系

为了更好地控制预制装配式钢结构建筑的成本，必须要合理地选择结构体系，保障施工效率与施工质量的同时，降低施工成本。在施工前期，需要对设计施工方案进行充分考虑，掌握施工现场的实际条件，同时选择合适的施工结构体系，保证其在施工标准要求的基础上，提升施工质量。在这一过程中，需要充分发挥出结构构件的基本功能特质，降低材料费，实现预制装配式钢结构建筑作用的充分发挥。

5.2 选择合适的楼屋面板体系

在钢结构建筑施工过程中，通常会选择成熟的现浇混凝土结构作为楼板施工材料，在施工技术操作简便的同时，能够提升楼板结构的强度。在混凝土材料凝固以后，可以形成更为良好的固结效果，起到协同工作的效应。为了实现成本的有效控制，必须要选择合理的楼屋面板结构，比如借助钢筋桁架楼承板，可以在控制楼板使用量的同时，提升安装环节的便捷性，从而实现整体综合经济性水平的提升。

5.3 控制墙板体系的成本

在预制装配式钢结构建筑施工中，不同墙体材质以及相对施工部位会对最终造价产生直接的影响，特别是对于预制混凝土的外挂墙板来说，所需要的施工机械费以及材料费相对较高，这就造成其在经济方面无法与传统墙体施工相比，导致在施工环节中，必须要采取一定的成本控制措施。不管是对于施工设计还是材料选取，都需要减少模具的种类与使用量，尽可能的采用一些简单规范的预制构件，实现模具周转使用次数的提升，从而减少不必要的支出与浪费。在预制构件厂家选择的时候，需要对构件运输的距离进行充分考虑，特别是在构件摆放方面，应该做到合理规范，提升运输质量，控制运输成本，防止产生二次运输的情况。在施工进度控制方面，预制外墙板应该选择重型吊车施工，可以采用多项施工程序，同步施工，实现施工进度的提升。

6 结 语

在我国社会经济快速发展的过程中，国家对于环境与资源的重视程度不断提升，对于建筑行业的发展来说，预制装配式钢结构建筑作为其中的重要组成部分，体现出环保节能的优势，同时可以结合具体的施工要求，选择合适的预制装配式钢结构的构件，提升施工整体性能。在对预制装配式钢结构建筑的应用中，必须要充分的考虑其经济性，通过采取有效的成本控制手段，推动建筑行业的可持续发展。