資訊中心
INFORMATION CENTRE
00 前 言
為了降低土建工程中PC構(gòu)件的成本,研究了預(yù)制構(gòu)件種類、組合方案、工期等因素對裝配式造價的影響。結(jié)果表明,采用多個預(yù)制構(gòu)件且優(yōu)先增大豎向構(gòu)件的預(yù)制比例的組合方案可滿足提高裝配率和有效控制造價的要求。
01 結(jié)構(gòu)設(shè)計與建模
首先對柱、梁、板、墻四種構(gòu)件的現(xiàn)澆與裝配式模型進(jìn)行建模及內(nèi)力和配筋計算,根據(jù)計算結(jié)果設(shè)計預(yù)制構(gòu)件施工方案.分類情況見表1。
模型設(shè)計方案如下:樓板采用3.6m×4.8m的小跨度板和6.6m×6.9m的大跨度板,現(xiàn)澆板板厚為110mm和170mm。疊合板選取底板型號為DBS1-67-3624-22的板拼接,底板厚度為60mm,后澆板厚度70mm。小跨度鋼筋桁架樓層板現(xiàn)澆部分的板厚為110mm。大跨度疊合板與板之間留有300mm的縫,底板厚80mm,現(xiàn)澆部分厚90mm。梁按長度分為大跨度梁與小跨度梁兩類。大跨度梁200mm×550mm,長度為6.6m。其中后澆梁部分170mm。小跨度梁200mm×400mm,長度4.8m,后澆梁部分130mm。
圖1 柱構(gòu)件模型圖
Fig.1 Column component model diagram
圖2 墻構(gòu)件模型圖及平面圖
Fig.2 The model and plane diagram of the wall component
柱模型采用三層框架結(jié)構(gòu),如圖1所示.層高3m,取二層中柱分析.現(xiàn)澆框架梁尺寸200mm×400mm,柱尺寸400mm×400mm。樓板現(xiàn)澆,板厚為110mm?;炷良袅ι砜傞L3.8m,如圖2所示。層高3.0m,墻厚200mm,不考慮保溫層.預(yù)制墻中2300mm為預(yù)制,余下部分現(xiàn)澆。混凝土材料等級強度為C30,所有鋼筋、箍筋均采用HRB400。以上模型結(jié)構(gòu)圖均依據(jù)計算后配筋得到,滿足相應(yīng)受力性能。
02 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的造價分析
預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件造價的對比分析
依據(jù)《2013建設(shè)工程工程量清單計價規(guī)范》和《裝配式建筑工程消耗量定額20161019》,市場綜合單價,求得成本造價表(表2)及成本增量圖(圖3),然后分析了預(yù)制構(gòu)件的成本增量ΔP(元/㎡)及工日變化的現(xiàn)象及原因.ΔP為預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件成本造價的差值。
圖3 成本增量圖
Fig.3 Cost increment
由表2及圖3可知,不同建筑部位采用預(yù)制構(gòu)件引發(fā)的成本增量差異很大。預(yù)制墻的成本增量值最大,為261.39元/㎡,其次是大跨度疊合板,為250.39元/㎡。成本增量最小的情況為雙葉疊合墻,為74.48元/㎡。從構(gòu)件類別角度分析,除了小跨桁架板的情況以外,其他種類疊合板的成本增量均增大很多。而當(dāng)墻構(gòu)件采用裝配式形式時,預(yù)制墻與雙葉疊合墻兩種預(yù)制形式在成本增量上有很大不同,其中前者的成本增量為后者的近4倍。而在柱、梁構(gòu)件采用裝配式形式時,成本增量增長幅度較為平穩(wěn)。
在衡量預(yù)制構(gòu)件對裝配式建筑造價影響時,并不能僅從成本增量來分析.裝配式結(jié)構(gòu)靈活性更高且大大節(jié)省了工期.因此需要進(jìn)一步分析預(yù)制構(gòu)件較現(xiàn)澆構(gòu)件的各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比值及預(yù)制構(gòu)件比例性價比,如表3和圖4所示。其中,預(yù)制構(gòu)件性價比是指每一預(yù)制部品部件比例百分點所對應(yīng)的單位造價成本。
圖4 預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件各項經(jīng)濟(jì)比
Fig.4 Economic ratios between prefabricated and in-situ components
如圖4和表3所示,雙葉疊合墻的成本造價比與單方造價比均最低,分別為1.17和1.11其次是小跨度疊合梁、大跨度疊合梁與預(yù)制柱,分別為1.54、1.58和1.2。成本造價比最高的是大跨度疊合樓板,為2.17。同時,在采用雙葉疊合墻構(gòu)件與疊合板構(gòu)件時,工日節(jié)省了近一半。從預(yù)制構(gòu)件性價比分析可知,雙葉疊合墻、預(yù)制柱和小跨度鋼筋桁架板三種構(gòu)件的性價比最好,分別為4.28、3.01和2.5。大跨度疊合板的性價比最差,僅為0.79。
造成上述現(xiàn)象主要是由于預(yù)制樓板雖然工期提前36%~46%,但因板體積較大,從生產(chǎn)工廠運到施工現(xiàn)場時的費用增高,同時傳統(tǒng)塔吊等機(jī)械無法滿足疊合板的組裝,大型機(jī)械的個性化需求使機(jī)械費用有所增加。在組裝過程中,樓板接縫的處理費用會更大,而疊合梁、預(yù)制柱在預(yù)制工廠內(nèi)生產(chǎn),其規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)較為統(tǒng)一,現(xiàn)場吊裝精準(zhǔn)度提升,帶來的工期效益約為12元/㎡,造價效果較明顯。綜合考慮成本增量、預(yù)制構(gòu)件性價比、工日比等經(jīng)濟(jì)指標(biāo),得出以下結(jié)論:
1.相比現(xiàn)澆構(gòu)件,疊合板造價增加最多,增長幅度接近2倍;其次為預(yù)制墻,增長幅度接近1.5倍,應(yīng)當(dāng)避免。
2.墻體構(gòu)件中,雙葉疊合墻造價增量較小,預(yù)制構(gòu)件性價比優(yōu)秀,使用它作為預(yù)制構(gòu)件時可以在滿足裝配率的情況下使成本造價較低,具有很高的效益。
3.構(gòu)件梁、柱在采用預(yù)制形式時,成本增量相對優(yōu)秀且預(yù)制構(gòu)件性價比較低,在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況下可以適當(dāng)選用。
03 工程實例驗證
本部分以某公租房項目7號樓為例,樓房共17層,1-3層為現(xiàn)澆式設(shè)計,4-17層為裝配整體式設(shè)計(建筑面積為6483.2㎡)。依據(jù)投標(biāo)文件及圖紙,針對裝配式施工和現(xiàn)澆式施工兩種施工工藝分別進(jìn)行4-17層的成本核算及優(yōu)化,得到表4。其中每一種施工方式的造價計算均只討論土建工程部分中現(xiàn)澆鋼筋混凝土和PC構(gòu)件安裝項目。
04 結(jié) 論
1.與現(xiàn)澆構(gòu)件相比,疊合板造價增加最多,增長幅度接近2倍;其次為預(yù)制墻,增長幅度接近1.5倍,應(yīng)當(dāng)避免.雙葉疊合墻的成本造價最低,預(yù)制柱、疊合梁的經(jīng)濟(jì)效果相對優(yōu)秀。因此在同等裝配率情況下,應(yīng)當(dāng)盡量減少疊合板、預(yù)制柱的使用,增加雙葉疊合墻的應(yīng)用。
2.在采取組合式預(yù)制構(gòu)件的情況下,由于雙葉疊合墻造價增量較小,預(yù)制構(gòu)件性價比優(yōu)秀,因此盡量地多采用疊合墻與預(yù)制梁或預(yù)制柱相結(jié)合的組合方式,可以有效降低裝配式建筑的成本,與現(xiàn)澆式相比成本造價僅增加20%左右。
3.為了增加評價分值,提高裝配率的標(biāo)準(zhǔn),可在梁、板等構(gòu)件滿足規(guī)范中裝配式建筑評分表里最低評分標(biāo)準(zhǔn)的情況下,優(yōu)先增大豎向預(yù)制柱及疊合墻構(gòu)件的預(yù)制部品部件比例,使得造價較優(yōu)且裝配式建筑評分也較高。