钢结构经济指标分析

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1、0高层钢结构与高层混凝土结构的综综合合经经济济指指标标分分析析(仅供参考)浙江精工高层钢结构与高层混凝土结构的综合经济指标比较分析1采用何种结构材料是高层建筑方案设计阶段需要重点考虑的问题之一，因为材料的不同直接影响到建筑的经济合理性能。从经济角度看高层建筑的结构材料方案，影响综合经济效益的因素有结构造价，建筑有效使用面积、结构抗震及地基处理、建筑布置灵活性、施工周期及施工对周围环境影响。采用何种结构材料方案，应该对这些影响因素做系统的分析，以综合经济效益为依据。我国高层建筑最初大多采用钢筋混凝土结构，钢结构在我国高层建筑中的应用只是近十多年才兴起的，而钢混凝土混合结构由于充分利用了钢和混凝土

2、两种材料的优点而在近年来得到了应用。现对浙江精工商务大厦、义乌信联大厦工程项目，因采用不同的结构材料而对其整体成本的影响来分析它们的经济效益。工 程 概 况工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦地 点 绍兴县柯桥镇 义乌市稠城镇投资单位 绍 兴 精 工 房 地 产 开 发 有 限 公 司 义 乌 市 信 用 合 作 联 社高 度（m） 90.80 73.00层 数 23 20结构体系 钢筋砼芯筒-钢框结构 框剪混凝土结构基础形式 予应力管桩 钻孔灌注桩建筑功能 智能化写字楼 智能办公楼总建筑面积（m 2） 23700 17900总投资额（万元） 7865 5810总用钢量（吨） 2069

3、1370其中型钢用量（吨） 1019 0砼总用量（m 3） 8633 8943基础砼用量（m 3） 3082 2883上部结构砼用量（m 3） 5551 60602为方便比较，作如下假设：1）仅考虑工程的上部结构造价、建筑的有效使用面积、地基基础的处理费用及结构施工工期等因素对整体成本的影响。2）假设各工程的机电设备、电梯、装修等非结构性项目不因结构体系的变化而产生变化，不列入比较项目。3）不考虑各工程建造时材料差价以及通货膨胀对工程整体成本的影响。4）不考虑设计费用对整体成本的影响。5）不考虑结构材料的不同对外墙维护结构的费用的影响。一、结构造价比较表1 精工商务大厦 义乌信联大厦 工程名称

4、项 目 总额（万元） 单方（元/m2）总额（万元） 单方（元/m2）基础及地下室 567 239 518 289上部结构 2210 932 1156 646结构总造价 2777 1171 1674 935二、结构占用面积对整体成本的影响钢筋砼芯筒-钢框结构的结构占用面积（主要指柱、剪力墙等的占用面积）比框剪混凝土结构占用面积小，故可增加建筑的有效使用面积，在销售上就能体现出其经济优势，可以抵消一部分因钢结构材料增加的费用。两个工程的结构占用面积详见下表（2） 。表2工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦结构占用面积（m 2） 543 908结构占用面积/总面积（%） 2.29 5.073我

5、们按每平方米结构造价的 3 倍来计算建筑有效使用面积 1 平方米的相对经济收益。以框剪混凝土结构占用面积为基准，计算钢筋砼芯筒-钢框结构增加的相对有效使用面积率和相对有效使用面积，进而计算由此而增加的经济收益。分析详见下表（3） 。有效使用面积增加部分的经济收益 表3工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦可增加的相对使用面积率（%）2.78 0可增加相对使用面积（m 2） 659 0每平方米经济收益（元） 11723=3516 9353=2805可增加的经济收益（万元） 232 0三、结构施工工期对整体成本的影响采用不同的结构材料，对上部结构的施工工期有较大影响，同时施工工期还受到环境及季

6、节、工程量大小、地质条件等诸多因素的牵制。按上部结构标准层的平均施工工期为基准，计算钢筋砼芯筒-钢框结构与剪混凝土结构相对施工工期差，进一步计算两种方案施工工期可相对提前的天数。具体分析详见下表(4)。结构施工工期比较 表4 工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦上部结构施工工期（天） 115 160层 数 23 20平均每层施工工期 5 10相对施工工期差（天/层） 3 0相对可提前工期（天） 69 04施工工期对整体成本的影响主要体现在时间上。结构施工工期缩短，可使建筑物提前投入使用，缩短还贷时间,从而减少贷款利息,并且能提前出租增加租金收入，对整体成本的影响具体体现在利息和租金的收益

7、上。1、利息：假设工程可计利息的成本直接以工程的总投资额为准，并考虑年利率为 6.37%，两种方案的利息节约金额计算详见下表（5） 。 利息节约 表5 工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦总投资（万元） 7865 5810计算式 78656.37%69/365 58106.37%0/365利息节约（万元） 95 02、租金：假设可出租的面积为总建筑面积的 75%（不同结构材料的建筑物的出租面积率应该不同，由于前面已考虑了建筑有效使用面积的增加部分的经济收益，所以在此假设为出租面积率相同） ，出租率为 70%，假设每平方米平均月租金 150 元，则提前完工可产生的租金收益预计如下表（6）

8、。租金收益分析表 表6 工程名称项 目精工商务大厦 义乌信联大厦可供出租面积（m 2） 2370075%=17775 1790075%=13425假设出租面积（m 2） 1777570%=12443 1342570%=9398月租金收益（万元） 1.2443150=187 0.9398150=141计算式 18769/30 1410/30提前完工的租金收益 租金收入（万元）430 05四、整体成本分析钢筋砼芯筒-钢框结构方案与采用框剪混凝土结构方案相比，在建筑有效使用面积和施工工期方面具有一定的优势，并能取得较为可观的经济收益，从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的材料费用，进而使工程的整体成本

9、明显降低。具体分析见下表（7） 。整体成本分析表 表7工程名称项 目 精工商务大厦 义乌信联大厦结构造价（万元） 2777 1674利息（万元） -95 0与工期有关的节约成本 租金收入（万元） -430 0有效使用面积增加经济收益（万元） -232 0整体成本（万元） 2020 1674每平方米成本（万元） 852 935五、结论通过对不同楼层采用不同的建筑材料的高层建筑的实例比较分析，以及我国的多位专家作过的分析，其中冶金工业部建筑研究院的总工程师柴昶教授在设计中国工商银行总部大楼（高层钢结构体系） 、同济大学副校长李国强教授在设计上海的多幢高层钢结构建筑：陆海城：25 层，建筑面积 11

10、 万平方米商住楼；中福城：17 层，建筑面积 6万平方米商住楼；北方大厦：25 层，建筑面积 1.25 万平方米商住楼的实践基础上都对高层钢结构与钢筋混凝土结构的综合经济效益进行了详细的对比。得出如下的结论：所有的高层建筑结构总造价（包括地基基础处理费用、地下室和上部结构）钢结构比钢筋混凝土结构要高；但由于使用材料强度高的钢结构，其结构构件的断面小，从而占用的建筑面积就少，相应的要带来因使用面积增加而增加的经济收益；另外，采用不同的结构材料，对基础的工程量和工期以及上部结构的施工工期有一定的影响，钢结6构施工工期明显缩短，这样就使建筑物提早投入使用，缩短还贷时间，从而减少借贷利息，并且能提早出

11、租增加租金收入。对后两项，层数越高钢结构的优势越明显。对 20 层以下的高层建筑，采用钢筋混凝土结构比采用钢混凝土混合结构的综合经济效益要高，纯钢结构综合经济效益最低；20 层25 层，采用钢结构的综合经济效益略高于采用钢筋混凝土结构的综合经济效益； 25-30 层，采用钢结构的综合经济效益高于采用钢筋混凝土结构的综合经济效益；当建筑物在 30 层以上时，采用钢结构的综合经济效益要显著高于采用钢筋混凝土结构的综合经济效益。见下表：建筑物层数 20 层以下 20-25 层 25-30 层 30 层以上钢 高 高 高 高结构总造价混 低 低 低 低钢 2%左右 2-3 2-5 4-6可节约结构占用

12、面积（%） 混 0 0 0 0钢 1.5-3 1.5-3 1.5-3 1.5-3每层相对施工工期差（天） 混 0 0 0 0综合经济效益 钢混 钢混 钢混 钢混（注：混表示钢筋混凝土结构；钢表示钢结构或钢混凝土混合结构）另外，钢结构还具有它特有的优点：1、质量方面，钢筋混凝土结构的工程容易偷工减料，工程质量难以保证，相对而言钢混凝土混合结构的工程因大部分构件均在工厂制作而成，质量能得以保证。2、钢结构以其良好的抗震性能和灵活的开间布置得到了众多的结构工程师的青睐，特别是地震区的高层建筑，钢结构方案已渐成为结构工程师的首选；3、钢结构建筑结构自重轻、节省地基基础的造价和标准化制作安装、施工速度快

13、的优点得到了投资商的重视，快速准确地占领商机，极快的投资回报，稳定的投资收益7使得钢结构往往成为致胜的关键；4、能最大限度地利用建筑空间、大量脚手架和模板的节约、良好的工地形象使得钢结构成为夺取鲁班奖的最为有利的筹码，同时也使得钢结构住宅及商务建筑逐渐成为房地产开发商的热门选择之一；5、钢结构节能且绿色环保的建筑理念，使其得到了政府的大力支持和推动；6、与钢筋混凝土建筑物相比，钢结构建筑能节约出大约 2%6%的使用面积，其结构自重约为钢筋混凝土结构的一半，其施工周期约为钢筋混凝土结构的三分之一至二分之一，对一般的建筑物，其结构造价每平方米增加不超过 200 元，但其综合经济效益明显高于钢筋混凝

14、土建筑；7、在主体结构造价中，地基基础造价占 1/3 弱，门窗和墙板楼板造价占 1/3 弱，上部钢结构的结构造价只占 1/3 强；在所有投资中，主体结构造价约占 30%，上部钢结构的结构造价只占 710%。因此，结构上的差价对整幢建筑物的总投资来说，影响是非常小的。采用钢结构和混凝土结构的差异只占总投资的 3%以下；8、一般情况下，高层钢筋混凝土建筑物的自重在 1.52.0 吨/ 平方米左右，高层钢结构建筑物的自重在 0.51.0 吨/平方米左右，这样可减少运输和吊装费用及基础造价 30%左右。在高烈度地震区，若自重减轻一半，相当于降低抗震设防烈度一度；以 8 度抗震设防烈度为例，中等高度建筑采用钢结构，自重减轻约 1/3，地震作用可减少 3040%，地基上单位面积的负荷面积也可减少 30%以上。可以预计，随着我国经济建设的发展和钢结构整体技术水平的提高，高层建筑采用钢结构的综合经济效益将越显著。若同时考虑钢结构在施工上的其它优势，如天气对工期影响较小、品质及精确度较高、对周围环境影响较轻等优点，以及结构性能上的优越性，则钢结构在高层建筑领域必将得到更广泛的应用并发挥其独特优势。8