谈高层建筑钢结构与钢筋混凝土结构的经济性分析与思考

周柏清

摘 要：由于我国社会主义现代化建设步伐的不断推进，越来越多的高层建筑拔地而起，为我国的城市发展节省了大量空间，提升了空间资源的利用效率。不过在高层建筑的施工作业方面，怎样做好建筑材料的科学选择与应用，是每一个建筑企业都必须要思考面对的重大问题。本文从钢结构与钢筋混凝土机构的经济性对比出发，探讨了不同结构在材料应用和建筑设计上对经济性造成的影响。通过比较提出了结构设计方面的一些建设性意见，希望能通过本文的研究，为我国建筑领域更好地做好高层建筑的设计建设工作提供有益的参考。

关键词：高层建筑;钢结构;钢筋混凝土结构;经济性

钢结构建筑指的是在建筑的主体承重框架上，主要采用钢铁材料作为支撑进行建造的建筑，其跟传统的钢混建筑相比，具有单位强度更高、整体重量更轻、作业效率高、防震性能卓越、减少建筑粉尘、环保性能突出等优点，因而十分适合我国当下提出的生态文明建设的战略要求。所以，在我国的建筑领域，大力推广钢结构设计，让更多的高层建筑使用这一更为新颖环保的建筑模式，可以更好地提升城市建筑的质量性能和生态环保水平。不过相对于传统的钢混结构，采用钢结构进行设计，在经济性方面是否可以达到传统结构的经济性水平？这是很多建筑施工企业都十分关心的一个焦点问题。毕竟再好的结构如果建造成本太高，对建筑单位而言也是难以承受的，因而针对钢结构建筑跟钢筋混凝土结构建筑的经济性对比问题，以下本文就从二者的一些微观角度出发，深入研究钢结构跟钢混结构在高层建筑的建设上，各自“经济性”方面的差异。

一、钢结构、钢筋混凝土结构高层建筑的造价对比分析

為更好的对比钢结构与钢混结构的经济性，本文选择了某新建的两座二十层高层写字楼建筑，两座建筑分别采用了钢结构与传统的钢混结构进行建设，通过对比，可以观察出二者在建筑成本上有何不同。

第一步，对比两座建筑的主体建筑材料的使用情况，通过汇总二者的数据信息，两栋写字楼的用钢量方面，采用了钢结构的写字楼使用型钢40公斤每平米、钢筋用量是30公斤每平米，而采用钢筋混凝土结构进行建设的写字楼并未使用型钢，而钢筋用量是64公斤每平米，依据混凝土消耗的情况进行对比，钢结构写字楼的混凝土消耗量达到了0.24立方每平米，而钢混写字楼的混凝土消耗量则是0.50立方每平米。

在此基础上，分别核算两种主要建材的市场价格，依据基础材料消耗的当期市场价，采用了钢结构进行建设的写字楼造价为80元平米，而采用传统钢混结构的写字楼的造价则高达106元每平米，依据主体结构的造价对比观察能够发现，采用了钢结构进行建设的写字楼造价为456元每平米，这跟采用传统钢混结构的写字楼造价一致。依据建筑围护体系的造价对比情况观察能够发现，采用了钢结构进行建设的写字楼造价为220.3元每平米，而而采用传统钢混结构的写字楼的造价则较低，仅为175.3元每平米。依据其他造价项目的对比情况观察能够发现，采用钢结构的写字楼的造价是409.42元每平米，而采用传统钢混结构的写字楼的造价则是409.43元每平米，通过综合计算，选择以钢结构进行建造的写字楼的造价所有项目整体造价是1165.92元每平米、而采用传统钢混结构的写字楼的所有项目整体造价是1145.82元每平米。

通过将二者数据信息进行对比研究能够发现，使用钢结构的写字楼在整体造价方要略高出传统钢混结构的写字楼，超出的部分约在每平米20元所有。因而使用钢结构修建高层建筑要在成本上略高于传统的钢筋混凝土结构。不过因为对高层建筑而言，其在结构类型的选取上还要考虑到其他方面问题，而造价因素仅是其中需要考虑的一个因素，比如建筑性能、工期要求等方面也要加以分析，因而接下来本文就继续对比二者在不同微观层面的差异来做出更为深入的综合性研究。

二、高层建筑钢结构与钢筋混凝土结构经济性综合分析

依据造价方面的资料信息对比观察，钢结构设计在造价上要略高于传统的钢混结构建筑造价，不过考虑到高层建筑的修建，其综合成本并不直观地对等于建筑材料的成本消耗，因而还需要分析项目的投资，性能、工期、环境生态影响等方面的综合效益，以下本文就从两种建筑的综合经济效益角度来实施对比，分别就两种结构的经济性实施进一步研究。

1、环境角度的经济性分析

跟采用传统钢混结构的写字楼的相比，采用了钢结构的写字楼的很多构件是在工厂加工制作而仅在作业现场装配，这跟钢混结构写字楼所有构件都在现场加工有所不同，所以相对于钢混结构的现场组装施工作业模式，采用钢结构的写字楼在建造施工方面产生的噪声粉尘、建筑垃圾都相对较少，这就为施工作业中的环保管理带来了很多便利，建筑单位不需要在环保管理上投入更多资金和人力，因而管理难度和成本都有一定程度降低。与此同时，采用钢结构进行写字楼建设，其结构属于支持拆卸的可回收建材，如果写字楼未来需要进行改建拆除，所有的钢结构部件都能够实现便捷地拆卸和回收利用，因而相对于传统的钢混结构，采用了钢结构的高层建筑在长期可持续发展上具有得天独厚的优势。

2、建筑性能方面的经济性分析

因为高层写字楼在城市中的修建，主要为使用者提供商用办公方面的服务，因而用户大多在建筑空间的使用上具有灵活性要求，很少有所有的写字楼在空间造型上都采用同一模式而普遍适用的的。而相对于传统的钢混结构建筑，采用了钢结构的写字楼，其室内空间的跨度更大，更便于进行空间结构的灵活分割与设计，从而可以更好地满足不同使用者的空间需要。同时钢结构建筑在墙体材料上使用的是隔音、防潮与隔热效果都更为卓越的材料，因而在空间性能上要优于传统的钢混结构墙面，所以从建筑性能角度考虑，钢结构建筑明显要优于传统的钢混结构。

3、从工期角度进行的经济性分析

在高层建筑的施工方面，工期的差异对建筑施工企业的成本和管理难度也有重要影响，因而对比两种不同结构的建筑在工期上的差异，有利于综合分析二者的建造难度和成本。通过观察钢结构写字楼的修建可以发现，其跟传统钢混结构的施工作业形式相比，在作业进度上要明显快与后者，其结构装配的速度很快，施工作业可以在短时间内完成，所以在工期上比后者要短，这就为建筑施工的工期控制提供了便利，同时也以减少建筑施工单位资金大量占用对投资造成的压力，因而二者在时间效益上的综合对比结果，钢结构建筑明显占优。

4、其他性能的比较

（1）采用钢结构修建的高层建筑，在住宅比方面跟钢混结构的建筑相比，其使用面积更大，相对于后者，在同样的项目投资基础上，钢结构建筑可以获得更多的单位使用面积，因而在房屋销售时，其可以卖出更高的价格。因为房屋销售大多根据房屋的使用面积进行计价，而钢结构建筑可以提供出更多的使用面积，自然在售价上也会高于同等建造水平的钢混结构建筑，这可以使得其在售價方面超越后者，而获得更多的销售收入。同时钢结构的建筑在墙体材料上采用的是：外墙ALC 板，厚150毫米，内墙厚85毫米，其在墙体厚度上明显要比传统钢混结构薄，这就使得其跟同等建筑水平的钢混结构建筑相比，室内空间更大，可以为使用者提供更多的空间。

（2）在二次装修方面的差异对比。钢结构建筑跟传统钢混结构的建筑相比，其能够容纳更大的柱网。而这可以使得建筑更好地适应不同使用者在空间结构上的需要。因为高层写字楼建筑很多属于企业办公使用，因而不同规模的企业对空间使用的要求也不尽相同，而钢结构建筑可以有较大户型，使用者可以对室内空间进行灵活的设计，在空间分隔与装修上可以有更多的方案，因而钢结构建筑可以更好地满足使用者的空间设计与装修要求，相对于传统的钢混结构建筑的内部空间，其灵活性更高，布局更为多样，因而具有明显的优势。

四、铝模板的施工技术研究

因为工程项目的施工建设过程中，使用模板进行施工，是建筑管理上重要的项目内容，铝金模板方面的投入会直接影响到项目施工的成本开支，因而不同结构类型的建筑，在铝合金模板的使用上进行的投入差异，也要考虑在内，这样才能对建筑成本做出科学的比较。模板工程属于一项新兴技术，其在使用安装上都有一定的技术性要求，先需要从内墙开始安装，在内墙作业完成后，再开始外墙部分的作业。依据建筑项目的实际情况，不同工程在作业要求上也有一定的差异性，因而对于高层建筑的作业施工工作，其中有一些要点必须要加以特别注意。这里面最需要注意的就是洞口模板方面的施工作业问题，实施拼装作业过程中，脱模作业的环节十分重要，这一环节的施工有较高的技术要求，要合理使用物力试剂用以帮助脱模，这样才能让作业效率提高，失败率降低。组装作业的工作相对来说难度不大，不过在作业开始前要做好定位研究，对于作业中出现的偏差，要及时进行控制，这样才能保障作业质量。在拼装方面，这一环节的作业是对技术性要求较高的工作，因而在开始前要做好准备。而使用铝模板进行作业，就可以有效减少技术难度，可以对不同的板块做好编号，依据顺序进行拼装，因而能够极大简化作业工序，减少施工难度。

五、两种结构的技术性对比

由于采用钢结构进行施工建设与采用传统钢混结构在很多方面都有差异，因而要通过对不同标准的建筑性能实施对比，来说观察二者差异。如以《建筑结构可靠度标准》;《建筑地基基础设计规范》;《建筑结构荷载规范》等，通过对比两种结构建筑在各个标准情况下的差异，能够看出二者的综合技术水平有何不同。在抗震性能上，钢结构建筑的性能明显要高于传统钢混结构建筑，在安全等级方面，钢结构建筑也要具有显著的优势，与此同时，通过对比两种结构建筑的很多指标，可以发现钢结构与钢筋混凝土结构主要的技术指标，在梁柱强度方面各自等级的划分上，梁强度等级、核心筒墙体强度等方面，钢结构建筑都要优于后者，不过对于截面较大的钢混结构建筑，其在截面强度上要优于钢结构建筑。

综合以上研究，传统钢混结构建筑的造价跟钢结构的高层建筑相比，其综合性能比可以降低百分之二十上下，同时其工期也相对较短，对施工单位的资金占用压力也相对较小，所以对于很多高层建筑的修建，采用钢结构建筑可以更为适合当前的市场需要。

（作者单位：吉林省通榆县房屋产权交易管理中心）

参考文献：

[1]周学军，焦红，王松岩.钢结构与钢筋混凝土结构小高层住宅的经济性分析[J].山东建筑大学学报，2014，（06）：101-102.

[2]刘坤，王琳，王亚.中高层钢结构与钢筋混凝土结构住宅经济对比分析[J].科技信息：学术版，2015，（02）：4-5.

[3]伍峰.超高层钢结构与钢筋混凝土结构综合经济对比分析[J].广东土木与建筑，2015，（06）：61-62.

[4]赵荣招，张友恩.高层钢结构与高层钢筋混凝土结构的经济比较[J].钢结构，2011，（04）：7-8.

[5]王红卫.钢结构住宅的优势效益分析及探讨[J].陕西建筑，2015（08）.

[6]殷惠君.高层钢结构住宅体系的适用性分析[J].住宅科技，2016（01）.