中國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展,由過(guò)去的只是在沿海地區(qū)的外商投資的項(xiàng)目上使用鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,伴隨著中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品迅速發(fā)展,尤其是國(guó)外技術(shù)和新產(chǎn)品的引進(jìn),鋼結(jié)構(gòu)品質(zhì)的提高,價(jià)格的降低,尤在廠房、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)等建筑上廣泛運(yùn)用,繼而推廣到現(xiàn)在住宅、公共建筑、大跨度的體育場(chǎng)館等方面的運(yùn)用,使鋼結(jié)構(gòu)的建筑在國(guó)內(nèi)得到了迅速的發(fā)展。但是,由于傳統(tǒng)觀念的影響,很多人提出鋼結(jié)構(gòu)的防腐防火問(wèn)題不好解決,價(jià)格較鋼筋砼的高,不愿意推進(jìn)和采用。當(dāng)然,隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛運(yùn)用,由于鋼結(jié)構(gòu)本身的特性,為了建筑的安全和長(zhǎng)久性,鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火問(wèn)題也越來(lái)越重要,越來(lái)越變成必須解決的問(wèn)題,下面我就這幾個(gè)問(wèn)題作一個(gè)簡(jiǎn)單闡述:
一、鋼結(jié)構(gòu)建筑與砼建筑的優(yōu)越性的比較
在我國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè),鋼筋砼結(jié)構(gòu)的建筑,建筑數(shù)量之大,建筑技術(shù)研究的深入和發(fā)展稱(chēng)的上世界之最,可以說(shuō)把砼的建造和使用技術(shù)用到了爐火純青的地步。但是對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)用于建筑,在我國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,從其設(shè)計(jì)到使用,以及建造的規(guī)模和數(shù)量都是與國(guó)家整體實(shí)力不相稱(chēng)的。但是由于鋼結(jié)構(gòu)建筑具有:施工周期短,抗震性能好,安全度高,預(yù)制加工、設(shè)計(jì)彈性大,適合不同氣候條件和大氣環(huán)境,加之鋼結(jié)構(gòu)的施工污染小,噪音低,無(wú)粉塵污染,可以稱(chēng)的上是綠色環(huán)保性建筑。所以在我國(guó)九十年代末,從國(guó)外引進(jìn)大量的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和思想,以及加工制造、安裝等方面的技術(shù),使得國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展速猛異常。國(guó)家建設(shè)部建筑簡(jiǎn)述政策方面有規(guī)定; 大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑的要求,建設(shè)部還把鋼結(jié)構(gòu)作為提高建筑整體技術(shù)水平的一項(xiàng)重要政策和措施。并且為了推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展,2001年和2002年建設(shè)部的科技推廣項(xiàng)目計(jì)劃中,都分別把鋼結(jié)構(gòu)住宅的示范工程項(xiàng)目列入其中。這表明了國(guó)家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的非常重視和支持。
關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)建筑與砼建筑的造價(jià)是大家普遍關(guān)心的問(wèn)題,很多人都認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)建筑一定比砼建筑造價(jià)高。下面我們不說(shuō)綜合造價(jià),我們僅就直接建安造價(jià)上比兩種建筑已經(jīng)持平,甚至有的建筑上鋼結(jié)構(gòu)比砼結(jié)構(gòu)還低。比如說(shuō)大跨度的廠房,倉(cāng)庫(kù)的造價(jià),鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)就比砼結(jié)構(gòu)的還低。無(wú)吊車(chē)的廠房,倉(cāng)庫(kù)平均只有600元左右/平方米,可見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑并不是想象的那么貴,所謂價(jià)格高的印象,主要是前幾年很多鋼結(jié)構(gòu)建筑,從設(shè)計(jì)施工,到材料采購(gòu)都是從國(guó)外進(jìn)口來(lái)的,而其鋼結(jié)構(gòu)件以及配套的材料,比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的價(jià)格高很多而形成的,F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)建筑主要的絕大部分材料都是從國(guó)內(nèi)采購(gòu),很少有進(jìn)口的材料,而且材料絕大部分是合資企業(yè)生產(chǎn)的,質(zhì)量也是有保障的。價(jià)格顯而易見(jiàn)就下來(lái)了。下面就以十二層小高層建筑,分別就鋼結(jié)構(gòu)和砼框架結(jié)構(gòu)做以個(gè)比較:
另外鋼結(jié)構(gòu)尤其在高層建筑中有著其他結(jié)構(gòu)無(wú)可比擬的優(yōu)越性:
1、鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度相對(duì)較高,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕。一般情況下,高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0T/m2左右,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自重大都在1 T/m2以下,甚至有的辦公樓只有0.5-0.6 T/m2.結(jié)構(gòu)自重輕,可以減少運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用,基礎(chǔ)的負(fù)載相應(yīng)減少,可以降低基礎(chǔ)造價(jià),特別是在地質(zhì)條件較差地區(qū),其特點(diǎn)更為突出。
2、鋼結(jié)構(gòu)有較好的延性,抗震性能好,尤其在高烈度震區(qū),使用鋼結(jié)構(gòu)更為有利,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的保證在于結(jié)構(gòu)的應(yīng)力不太高,而鋼結(jié)構(gòu)的延性在于使部分構(gòu)件進(jìn)入塑性。
在高烈度地震區(qū),有設(shè)防要求的高層建筑,若自重減輕一半,相當(dāng)于降低抗震設(shè)防度一度。以北京8°抗震防裂度為例,中等高度建筑采用鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重減少1/3,地震作用可減少30-40%,地基上單位面積的負(fù)荷也可以減少25%以上。
3、結(jié)構(gòu)占有面積(或者稱(chēng)為結(jié)構(gòu)平面密度)小,實(shí)際上是增加了使用面積。鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)占有面積只是同類(lèi)鋼筋混凝土建筑面積的28%.采用鋼結(jié)構(gòu)可以增加使用面積4%-8%,這實(shí)際上是增加建筑物的使用價(jià)值,增加經(jīng)濟(jì)效益。例如北京的長(zhǎng)富宮中心(26層純鋼框架體系)采用鋼結(jié)構(gòu),鋼柱的斷面僅為450*450mm,層數(shù)和柱網(wǎng)與其類(lèi)似的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),柱子斷面約在900*900mm左右。如果按照增加的使用面積4%來(lái)計(jì)算,對(duì)于一個(gè)5萬(wàn)平方米的建筑來(lái)講,等于增加了200平方米左右的使用面積,其價(jià)值是相當(dāng)可觀的。
4、施工速度快,采用鋼結(jié)構(gòu)可為施工提供較大的空間和較寬敞的施工作業(yè)面積。鋼結(jié)構(gòu)工程的柱子一般取3-4層為一個(gè)施工段,在現(xiàn)場(chǎng)一次吊裝,而且柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆注、組合樓蓋的施工等,可以實(shí)施平行立體交叉作業(yè)。有時(shí)間在上部按裝柱、框架的同時(shí),下部可以進(jìn)行內(nèi)部裝修,裝飾工程。因此,在保證技術(shù)、供應(yīng)、管理等方面的條件下,可以提前投入使用。國(guó)內(nèi)部分高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工工期見(jiàn)表2,可見(jiàn)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,30-50層的鋼結(jié)構(gòu)可縮短工期8-12個(gè)月左右。隨著高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展、應(yīng)用、經(jīng)驗(yàn)和積累,施工速度還可以加快。
5、鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都是在工廠里制造、在工地只是安裝就位,加工精度高,用工省,現(xiàn)場(chǎng)比較文明。減少了砂、石、水泥堆放場(chǎng)地,還減少了模板儲(chǔ)運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件預(yù)制及鋼筋混凝土現(xiàn)澆的濕作業(yè),在鬧市區(qū)或密集的居民區(qū)內(nèi)具有很大的優(yōu)點(diǎn)。
6、鋼結(jié)構(gòu)建筑在使用過(guò)程中易于改造,如加固、接高,擴(kuò)大樓面等分割、變動(dòng)比較容易、靈活。一些發(fā)達(dá)國(guó)家認(rèn)為,鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保型建筑,可以重復(fù)利用,減少礦產(chǎn)資源的開(kāi)采。
7、鋼結(jié)構(gòu)可以做成大跨度、大空間。開(kāi)敞式的大平面辦公室,60年代后得到較大的發(fā)展,有的國(guó)家稱(chēng)為“園林化辦公室”。這種辦公室要求較大尺寸的柱網(wǎng)布置,并且柱子斷面越小越合適。采用12-15M的柱網(wǎng)已經(jīng)很普遍。鋼結(jié)構(gòu)正適合這種要求,因他可以形成較寬敞的無(wú)柱空間,便于內(nèi)部靈活布置。
8、管線布置方便。在鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)空間中,有許多孔洞和空腔,而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線,這樣使管線的布置較為方便,也增加了建筑的凈高,而且管線的更換、修理都為方便。
9、由于鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)越性,鋼結(jié)構(gòu)的建筑可以是綠色建筑,鋼結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)綠色環(huán)保型的產(chǎn)品,得到了政府主管部門(mén)的大力支持和國(guó)家政策的扶持。
由于鋼結(jié)構(gòu)有以上優(yōu)點(diǎn),可以增加賣(mài)點(diǎn)。減少銀行貸款利息等、綜合造價(jià)就比鋼筋砼結(jié)構(gòu)要低。
以上只是粗略的一般性的分析和比較,僅供參考。如有個(gè)案工程的詳細(xì)圖紙可以做詳細(xì)的分析比較,就非常明顯了。但是要很詳細(xì)的計(jì)算對(duì)比,需要多種專(zhuān)業(yè)配合才能夠完成。
二、大家關(guān)注的防火和防腐的問(wèn)題
A是價(jià)格問(wèn)題、B是使用年限的問(wèn)題這兩項(xiàng)會(huì)引起大家觀念上的錯(cuò)覺(jué),認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)的價(jià)格會(huì)高,再一個(gè)擔(dān)心是用不了幾年就壞了,這種錯(cuò)覺(jué)的觀念在某種程度上影響著鋼結(jié)構(gòu)建筑的推動(dòng)和發(fā)展,因此有些問(wèn)題必須予以分析和澄清,并采取相應(yīng)的措施,才能更快的推動(dòng)和發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑。
A、下面我們簡(jiǎn)要分析一下我們現(xiàn)有的防腐、防火的處理和價(jià)格問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的鋼結(jié)構(gòu)中的常規(guī)防腐防火處理措施及工藝。
1、鋼結(jié)構(gòu)的表面處理:人工除銹或拋丸機(jī)除銹-噴砂除銹-一遍普通醇酸-防銹底漆-二遍底漆-第三遍防火涂料
2、鋼結(jié)構(gòu)的表面處理:人工除銹、拋丸機(jī)除銹-噴砂除銹-酸洗除銹-一遍防銹底漆-防火涂料(或者二遍環(huán)氧底漆刷超薄型防火漆)。
3、鋼結(jié)構(gòu)的表面處理:人工除銹,拋丸除銹,噴砂除銹-酸洗除銹一遍普底漆-砼覆蓋(防火材料覆蓋,掛水泥板等各種形式)。
以上三種防腐處理的價(jià)格根據(jù)使用材料的不同,每噸價(jià)格在200-800之間不等,折合到建筑平方米,每平方米的價(jià)格大約在46-160元之間,對(duì)整體造價(jià)影響不大,防腐問(wèn)題不是影響鋼結(jié)構(gòu)價(jià)格的主要因素。
B、關(guān)于使用年限,一般的建筑物使用年限均在50年,砼結(jié)構(gòu)也能夠達(dá)到50年,一般鋼結(jié)構(gòu)是使用壽命也同樣在50年,如果防腐問(wèn)題處理的好可以到達(dá)100年以上,這是世界上許多著名的鋼結(jié)構(gòu)所驗(yàn)證過(guò)的,比如象美國(guó)紐約的帝國(guó)大廈,法國(guó)的埃菲爾鐵塔,俄羅斯的很多橋梁。
以上簡(jiǎn)述不一定正確,也可能有些數(shù)據(jù)不太準(zhǔn)確,總之認(rèn)為防腐防火問(wèn)題引起的鋼結(jié)構(gòu)價(jià)格太高等的觀念對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)的整體發(fā)展應(yīng)該是障礙,在此,我提出來(lái)供大家討論,也算是拋磚引玉吧。