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(duì)裝配式造價(jià)的影響。結(jié)果表明,采用多個(gè)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(jià)的要求。
01 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建模 首先對(duì)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(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件施工方案.分類情況見表1。 模型設(shè)計(jì)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(hào)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(jí)強(qiáng)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(jì)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(jià)分析 預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件造價(jià)的對(duì)比分析 依據(jù)《2013建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》和《裝配式建筑工程消耗量定額20161019》,市場綜合單價(jià),求得成本造價(jià)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(jià)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(shí),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(shí),成本增量增長幅度較為平穩(wěn)。 在衡量預(yù)制構(gòu)件對(duì)裝配式建筑造價(jià)影響時(shí),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(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比值及預(yù)制構(gòu)件比例性價(jià)比,如表3和圖4所示。其中,預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比是指每一預(yù)制部品部件比例百分點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的單位造價(jià)成本。 圖4 預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件各項(xiàng)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(jià)比與單方造價(jià)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(jià)比最/高的是大跨度疊合樓板,為2.17。同時(shí),在采用雙葉疊合墻構(gòu)件與疊合板構(gòu)件時(shí),工日節(jié)省了近一半。從預(yù)制構(gòu)件性價(jià)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(jià)比最/好,分別為4.28、3.01和2.5。大跨度疊合板的性價(jià)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(yùn)到施工現(xiàn)場時(shí)的費(fèi)用增高,同時(shí)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(gè)性化需求使機(jī)械費(fèi)用有所增加。在組裝過程中,樓板接縫的處理費(fèi)用會(huì)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(jià)效果較明顯。綜合考慮成本增量、預(yù)制構(gòu)件性價(jià)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(jià)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(jià)增量較小,預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比優(yōu)秀,使用它作為預(yù)制構(gòu)件時(shí)可以在滿足裝配率的情況下使成本造價(jià)較低,具有很高的效益。 3.構(gòu)件梁、柱在采用預(yù)制形式時(shí),成本增量相對(duì)優(yōu)秀且預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比較低,在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況下可以適當(dāng)選用。 03工程實(shí)例驗(yàn)證 本部分以某公租房項(xiàng)目7號(hào)樓為例,樓房共17層,1-3層為現(xiàn)澆式設(shè)計(jì),4-17層為裝配整體式設(shè)計(jì)(建筑面積為6483.2㎡)。依據(jù)投標(biāo)文件及圖紙,針對(duì)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(jià)計(jì)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(xiàng)目。 04 結(jié)論 1.與現(xiàn)澆構(gòu)件相比,疊合板造價(jià)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(jià)最/低,預(yù)制柱、疊合梁的經(jīng)濟(jì)效果相對(duì)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(jià)增量較小,預(yù)制構(gòu)件性價(jià)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(jià)僅增加20%左右。 3.為了增加評(píng)價(jià)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(píng)分表里最/低評(píng)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(jià)較優(yōu)且裝配式建筑評(píng)分也較高。 審核:馬彬亞
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