超高层钢结构与钢筋混凝土结构综合经济对比分析

超高层钢结构与钢筋混凝土结构综合经济对比分析

摘要：通过工程实例，对超高层建筑采用钢结构与钢筋混凝土结构在造价、工期、效益等方面进行综合经济对比分析，供同行参考。

关键词：超高层；钢结构；综合经济性；造价

１前言

钢结构与传统钢筋混凝土结构相比，在使用功能、设计、施工和综合经济效益等方面都具有明显的优势，但目前国内超高层钢结构建筑物数量并不多，钢结构在综合经济效益方面具有哪些应用优势，是人们普遍关心的问题。笔者曾参与广州市首座超高层钢结构工程（Ａ大厦）的投资控制工作，希望通过该实例对其综合经济性能进行分析，供同行参考。为了更好地比较钢结构与钢筋混凝土结构这两种材料所产生的综合经济效益，本文将Ａ大厦与位于相同地段、在同一时期兴建、使用功能和建筑规模大致相同的另一栋超高层钢筋混凝土框筒结构（Ｂ大厦）进行对比，见表１。通过两工程的上部结构造价，以及由于采用不同结构材料所产生的施工工期和建筑有效使用面积的差异，将带来的经济收益转换成等效成本等进行分析。因Ａ大厦地下室部分采用钢筋混凝土结构，为使本分析客观真实，本文对上述两工程各提取１个标准层进行分析。

２结构造价

由于结构造价对工程总体成本的影响较直观，故可直接把两工程所需投入的实物和资金体现出来，为了反映两种不同材料的造价差异，我们将两工程上部主体结构标准层实体结

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２．１结构占用面积对效益的影响Ａ大厦钢结构（主要指柱、剪力墙等）占用面积比Ｂ大厦的钢筋混凝土框筒结构要小，混凝土柱截面为１．０ｍ×１．０ｍ，而钢柱仅需６００×６００，即每条柱可节省面积０．６４ｍ２，可见钢结构可大幅增加建筑的效使用面积，在销售上就能体现其经济效益。据计算，Ａ、Ｂ大厦每个标准层结构占用面积分别为５５．４４ｍ２和６９．１４ｍ２，分别占该层面积的３．８５％和６．１７％，也就是说采用钢结构可以增加使用面积约２．３２％，实际上是提高了建筑物的使用价值和经济效益。按使用面积的比例计算，Ａ大厦每个标准层因采用钢结构而节省１４４０×２．３２％＝３３．４１ｍ２，按该地段同类型同规模商务办公楼的销售均价１．２万元ｍ２计算，则每一个标准层可为住户带来经济效益３３．４１×１．２＝４０．１０万元，平均

２７８．４７元ｍ２。

２．２工期对效益的影响因地下室结构施工工期受到施工环境及季节、工程量大小、地质情况等诸多因素的影响，因此本文不考虑双方地下室阶段的施工进度，只考虑地面主体结构的正常施工工期，并计算由此带来的间接经济效益。以两工程的平均施工工期差而

进一步计算它们可相对提前的天数，具体见表3。

可见钢结构比混凝土结构具有明显的工期优势，结构施工工期缩短，可使建筑物提前投入使用，缩短还债期，减少贷款利息，并能提前租售而增加收入。Ａ大厦总预算投资额约２．６８６９亿元，按年利率６％计算，因工期缩短可为业主节省利息２６８６９×６％×１０６３６５＝４６８．１８万元。据统计，Ａ大厦主体部分（地下室、观光塔及楼顶面积除外）的可出租面积为总建筑面积的８０％，出租率为７５％，按其目前租金均价１００元（月・ｍ２）计算，则可供出租面积为３９９５９×８０％×７０％×１００×１０６３０＝７９０．６６万元，可见钢结构因工期缩短而给业主创造的利息节省和租金增加的经济效益是相当可观的，仅此两项就达１２５８．８６万元，按钢结构建筑面积３９９５９ｍ２计算（因Ａ大厦地下室采用混凝土结构，未产生工期节省，故将其排除在摊分范围外），则钢结构可产生经济效益３１５．０４元ｍ２。

３综合成本分析

由以上分析可见，钢结构在建筑有效使用面积和施工工期方面具有一定优势，笔者将

综合效益分析按标准层单位面积进行摊分，以等效面积综合造价作为标准进行比较分析，

其结果见表４。

经成本分析，结果表明采用钢结构的Ａ大厦比采用钢筋混凝土框筒结构的Ｂ大厦综合经济效益提高，从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的材料费用，进而使整体成本降低。同时也表明钢结构给工程带来的最大收益主要集中在两方面，最大收益是因工期缩短而产生的利息减少及租金增益，其次是因结构占用面积减少而使有效使用面积增加。钢结构的层数越多，建筑面积就越大，由结构工期缩短所形成的经济优势就越大。因此，当业主对超高层建筑结构材料方案进行论证时，应该对钢结构工期优势和有效使用面积进行充分考虑，以体现钢结构的巨大优势。

结论通过对两个工程的综合经济分析，尽管混凝土结构单方造价仅为钢结构的５５．５６％，但存在施工工期长且工序多，结构面积占用大，质量难以控制，结构自重大等缺点，使其在综合效益方面较为逊色。Ａ大厦工程作为广州市首座超高层民用钢结构建筑，在很多方面尚处在摸索阶段，如设计方面在用钢量、柱梁截面尺寸、压型钢板可考虑其承载能力等方面仍有很大的挖掘潜力；在施工方面该工程钢结构施工平均约５天建一层，实际工期经优化还可进一步压缩，这一优势是混凝土结构所无法比拟的。钢结构具有自重轻、强度高、结构占用面积小、施工工期短、抗震性能好、钢材可回收、环保等优点，随着建筑

技术的发展、轻质材料的应用，设计方法的改进等，钢结构的造价还会不断降低，高层建筑采用钢结构的综合经济效益将更为显著。