蒸压加气混凝土砌块对工程造价的影响
1 引言
加气混凝土砌块在国外发展已有近100年的历史, 我国引进该技术也有近40年的历史, 其生产工业和设备装备趋于成熟。蒸压加气混凝土是以水泥、石灰、矿渣、砂、粉煤灰、铝粉等为原料经磨细、计量配料、搅拌浇注、发气膨胀、蒸压、切割、成品加工、包装等工序制造而成的多孔混凝土。由于蒸压加气混凝土砌块具有自重轻, 保温及吸声性能较好, 有一定强度及可加工性好等特点, 现已被广泛运用在建筑非承重体系中。蒸压加气混凝土砌块体积密度通常在400~700kg/m3之间, 同实心黏土砖相比, 其密度等同于黏土砖的1/3, 普通混凝土的1/5, 也低于一般轻骨料混凝土及空心砌块等制品。由于密度较小, 用于结构中可降低建筑物的自重, 加上施工方便的特点从而可有效降低建筑成本。表1为贵州地区三种砌体材料的密度及造价成本统计数据, 由表可见蒸压加气混凝土砌块相对其他两种砌体材料均较为经济。
由此可见, 利用蒸压加气混凝土砌块作为墙体材料可降低工程造价, 达到有效的成本控制, 但从收集资料来看, 针对蒸压加气混凝土砌块研究多集中在对其物理及力学性能的研究, 针对蒸压加气混凝土砌块对整体工程造价的影响研究, 本文以某框架结构工程为例, 通过结构设计软件PKPM分别按蒸压混凝土砌块及黏土实心砖作为填充墙体建立结构模型进行计算, 对结构进行荷载计算及截面设计后导入造价软件计算分析。
表1 贵州地区常见砌体材料造价 下载原表
2 蒸压加气混凝土的工程应用
2.1 工程概况
工程是贵阳市某酒店, 建筑面积为6800m2, 层数为6层, 建筑总高度为22.6m, 结构形式为框架结构。本建筑是一座集住宿、就餐、娱乐为一体的永久性建筑, 在满足功能要求的基础上, 该建筑需体现酒店现代化特色, 满足消防, 抗震等安全要求。图1为该建筑首层平面图与立面图 (比例1∶100) 。
2.2 对结构承载力影响
建筑所处环境地基持力承载力特征值为fak=280k Pa。工程设计使用年限50年, 抗震烈度7度, 抗震等级4级, Ⅱ类场地, 设计地震分组为第二组。屋面防水等级:B级, 防水合理使用年限:10年, 基本风压:w0=0.3k N/m2, 无雪压, 地面粗糙度类别为B类。选取蒸压混凝土砌块与普通粘土实心砖作为该框架结构填充墙体利用PKPM结构设计软件分别建立结构模型, 两种墙体规格及荷载计算按表2取值, 黏土砖重度按19k N/m3计算;蒸压加气混凝土砌块重度按5.5k N/m3计算。其余荷载均按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012统一取值。
经建模计算, 在恒载作用下, 加气混凝土相比于黏土砖在框架结构中的应用, 无论是从剪力、弯矩, 还是扰度、裂缝, 所计算出来的值都要小于黏土砖框架结构。以图1中2号轴线单跨梁为例, 支座最大剪力值减小了10k N, 安全系数上升了3.32%;跨中最大弯矩值减小了7k N·m, 安全系数上升了4.77%。故采用加气混凝土应用在框架结构中更安全、合理。
3 蒸压加气混凝土砌块对工程造价的影响
利用现行较为通用的造价软件, 将结构设计模型及计算结果导入软件, 计算过程经历了新建工程——计算设置——楼层设置——轴网定义——结构构件定义——钢筋工程量汇总计算等, 最后得出各表数据, 再汇总数据得出结论。
3.1 钢筋用量对比
钢筋用量在框架结构工程造价中重要组成部分, 多层框架结构中钢筋的费用约为结构全部费用的30%左右。因而对比用钢量对研究结构造价有重要意义。
由表3、表4, 可见计算出黏土砖砌体框架结构工程用钢量后, 分别统计HPB300、HPB335、HPB400三种型号不同直径钢筋用钢量合计301.093吨。而蒸压加气混凝土砌块框架结构工程用钢量为227.44吨, 二种情况下的用钢量相差73.65t, 使用蒸压加气混凝土的工程节约了约25%的用钢量。且由于蒸压砌块使用, 结构自重降低, 直径为28mm、32mm的钢筋在蒸压砌块框架结构中未使用。
3.2 总造价对比分析
本案例按照建筑安装工程投标报价计算模式对两种情况下工程费用分别计算, 计价内容包括分部分项工程费、措施项目费、规费、税金进行统计。其中分项工程和单位措施项目清单与计价已分别列项计算, 最后与规费和税金共同统计于表5、表6。
表5 黏土砖框架结构单位工程投标报价 下载原表
由表5、表6分析可得, 使用蒸压加气混凝土砌块代替黏土砖运用在框架结构中, 使得整体工程预算价格有明显降低。其中在分部分项工程费上, 蒸压加气混凝土砌块框架结构工程节约成本58.32万元, 相比黏土砖框架结构节约成本约25.8%, 而在工程总费用上, 蒸压加气混凝土砌块框架结构工程节约成本64.13万元, 相比黏土砖框架结构节约成本约26.9%。
4 结论
本文以贵阳市某框架结构工程为例, 研究蒸压加气混凝土砌块运用在框架结构中, 对工程造价的影响。首先通过PKPM分别建立蒸压加气混凝土砌块与黏土砖框架结构模型, 结构设计计算结束后导入广联达造价软件进行工程造价预算。通过计算分析得到以下结论:
表6 蒸压加气砌块框架结构单位工程投标报价 下载原表
(1) 经结构建模计算, 在恒载作用下, 蒸压加气混凝土相比于黏土砖在框架结构中的应用, 所计算出的剪力、弯矩、扰度、裂缝值都要小于黏土砖框架结构。
(2) 蒸压加气混凝土砌块框架结构工程相比黏土砖框架结构节约73.65t钢筋, 节约了约25%的用钢量。且由于蒸压砌块使用, 结构自重降低, 直径为28mm、32mm的钢筋在蒸压砌块框架结构中未使用。
(3) 蒸压加气混凝土砌块框架结构工程节约成本58.32万元, 相比黏土砖框架结构节约成本约25.8%, 而在工程总费用上, 蒸压加气混凝土砌块框架结构工程节约成本64.13万元, 相比黏土砖框架结构节约成本约26.9%。
[2]于长涛, 邵珊.蒸压加气混凝土抗压强度快速推定的研究[J].新型建筑材料, 2017 (7) :52-55.
[3]何伟文.蒸压加气混凝土砌块不同砌筑方式下砌体抗压强度分析[J].广东建材, 2017 (7) :35-37.
[4]邱增美, 李帼昌, 等.蒸压轻质加气混凝土外墙板与钢梁连接节点的抗震性能试验研究[J].工业建筑, 2017 (3) :164-168.