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近兩年，國(guó)家大力發(fā)展裝配式建筑的政策密集出臺(tái)，市場(chǎng)對(duì)裝配式建筑的發(fā)展卻一直眾說(shuō)紛紜，大部分開(kāi)發(fā)商（特別是二三四線城市）因裝配式建筑的增量成本而望卻止步。

作者賀加棟，現(xiàn)任濟(jì)南天鴻房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司設(shè)計(jì)部副總經(jīng)理，擔(dān)任濟(jì)南市房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)建筑節(jié)能與產(chǎn)業(yè)化專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)、濟(jì)南土木建筑學(xué)會(huì)建筑設(shè)計(jì)專委會(huì)副主任委員。近3年來(lái)，從事產(chǎn)業(yè)化研究相關(guān)工作，重點(diǎn)針對(duì)裝配式建筑的成本優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了多個(gè)主題的研究。

今天作者要分享的主題是從如何降低裝配式建筑的成本這一焦點(diǎn)問(wèn)題出發(fā)，以預(yù)制樓梯為例分析設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，拋磚引玉，為大家提供案例借鑒。

一

為什么預(yù)制樓梯是裝配式住宅的起點(diǎn)？

裝配式建筑包括四大系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)與管線、外圍護(hù)、內(nèi)裝，在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中包括梁、板、柱、墻、樓梯、陽(yáng)臺(tái)等。但為什么預(yù)制樓梯成為了裝配式住宅的起點(diǎn)？

1、從裝配式建筑推行的難易程度來(lái)看：樓梯是預(yù)制水平構(gòu)件中應(yīng)用最為成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的部品。

① 設(shè)計(jì)體系簡(jiǎn)單、成熟：預(yù)制樓梯采用一端鉸接、一端滑動(dòng)的設(shè)計(jì)理論，理論體系簡(jiǎn)單、成熟，易于推廣。

② 易標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、可批量生產(chǎn)：建筑層高一定時(shí)，預(yù)制樓梯的規(guī)格尺寸一致，便于批量生產(chǎn)，成本較低。

③ 現(xiàn)澆樓梯劣勢(shì)明顯，預(yù)制樓梯正好彌補(bǔ)：如現(xiàn)澆樓梯模板搭建復(fù)雜、施工速度慢、砼澆筑后不能立即使用、施工誤差是樓地面裝修質(zhì)量的一個(gè)障礙、施工成本本身就相對(duì)高等劣勢(shì)，而樓梯的預(yù)制正好可以彌補(bǔ)現(xiàn)澆方式的不足。

2、從裝配式建筑的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看：推廣成熟可靠的水平預(yù)制構(gòu)件是二三四線城市落實(shí)裝配式建筑較為穩(wěn)妥的解決方案（水平構(gòu)件包括樓梯、樓板、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板、女兒墻板等）。原因有以下3點(diǎn)：

①增量成本低：預(yù)制水平構(gòu)件的成本增量可以控制在100元/m2以內(nèi)，開(kāi)發(fā)商接受的程度較高，利于大面積的推廣；

②連接簡(jiǎn)單、部品成熟：水平構(gòu)件的連接簡(jiǎn)單，部品成熟可靠，可復(fù)制性、可推廣性高；

③施工相對(duì)簡(jiǎn)單：預(yù)制水平構(gòu)件的設(shè)計(jì)、施工、制作較為簡(jiǎn)單，便于產(chǎn)業(yè)化不成熟地區(qū)的人、材、機(jī)的利用。

另外，從作者所在山東省的政策角度來(lái)看：2017年12月25日，山東省住建廳副廳長(zhǎng)徐啟峰同志在《全省綠色建筑和裝配式建筑工作會(huì)議上的講話》中明確提出：加快推廣成熟預(yù)制部件，山東省新立項(xiàng)建設(shè)的商品住宅項(xiàng)目要全面采用預(yù)制樓梯、疊合樓板。

綜合裝配式建筑的推行難易度、發(fā)展?fàn)顩r、現(xiàn)行政策這三個(gè)原因，預(yù)制樓梯是裝配式住宅預(yù)制構(gòu)件推廣中最容易實(shí)現(xiàn)的構(gòu)件，是裝配式住宅的起點(diǎn)。

而推廣預(yù)制樓梯，首先面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題就是——如何降低預(yù)制樓梯的自重？（尤其是預(yù)制剪刀樓梯的自重），使其能達(dá)到普通塔吊的吊重要求。（說(shuō)明：山東省主要推行預(yù)制樓梯、疊合板，因而預(yù)制樓梯的單跑重量是選擇塔吊的關(guān)鍵因素）。

經(jīng)過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)帶肋預(yù)制樓梯的自重比板式可降低30%左右。下面，從技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)效果兩個(gè)方面闡述。

二

為什么帶肋預(yù)制樓梯的技術(shù)性能更可靠？

我集團(tuán)在預(yù)制樓梯的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)：18跑的預(yù)制剪刀樓梯，自重>5t，普通塔吊的使用效率大打折扣（起重臂長(zhǎng)、速度大幅降低）、且不安全。

基于此，我集團(tuán)與山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)共同研發(fā)了帶肋預(yù)制樓梯（為了和梁板式預(yù)制樓梯區(qū)分，以下簡(jiǎn)稱“帶肋樓梯”）。經(jīng)有限元分析，其受力與梁板式預(yù)制樓梯相同，受力更合理——帶肋預(yù)制樓梯肋梁寬度130mm~150mm，梯梁高度150mm~400mm，板厚60mm~80mm左右（樓板厚度需滿足建筑耐火極限要求）。

通過(guò)實(shí)際案例的設(shè)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)帶肋預(yù)制樓梯較預(yù)制板式樓梯，自重降低30%左右，自重輕、吊裝方便、安全，施工風(fēng)險(xiǎn)低。如下表：

板式預(yù)制樓梯、帶肋預(yù)制樓梯的設(shè)計(jì)圖紙參考如下：

（板式預(yù)制樓梯）

（帶肋預(yù)制樓梯）

三

為什么帶肋預(yù)制樓梯更經(jīng)濟(jì)？

結(jié)合上述案例的技術(shù)分析結(jié)果：帶肋預(yù)制樓梯較預(yù)制板式樓梯，砼含量、含鋼量降低30%左右，因而經(jīng)濟(jì)效果明顯。下面從構(gòu)件費(fèi)用、塔吊費(fèi)用兩個(gè)方面來(lái)分析帶肋樓梯在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)上：帶肋樓梯較板式的成本節(jié)省20%左右，折合地上面積節(jié)省約24元/m2，預(yù)制率25%以內(nèi)的項(xiàng)目可降低增量成本10%左右。

1、構(gòu)件費(fèi)用：帶肋樓梯較板式節(jié)省約20%，折合地上面積節(jié)省約13元/m2。

帶肋預(yù)制樓梯自重、含鋼量、含砼量降低30%，考慮帶肋預(yù)制樓梯在模具加工、振搗脫模比板式樓梯施工難度略大，按10%考慮，綜合這兩方面可估算，帶肋預(yù)制樓梯成本可節(jié)省20%左右。如果以上海市發(fā)布的預(yù)制樓梯信息價(jià)3250元/m3（2018年3月份）測(cè)算，帶肋較板式的成本節(jié)省約650元/m3，每平方米節(jié)省約13元/m2（按樓梯砼含量0.02m3/m2測(cè)算）。

2、塔吊費(fèi)用：帶肋樓梯較板式節(jié)省約21%，折合地上面積節(jié)省約11元/m2。

目前大部分地區(qū)的預(yù)制構(gòu)件價(jià)格在2400~3600元/m3左右，根據(jù)現(xiàn)有項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)預(yù)制率為50%左右時(shí)，預(yù)制構(gòu)件的安裝費(fèi)用（包含垂直吊裝費(fèi)、安裝費(fèi)、器具攤銷(xiāo)費(fèi)）約170~260元/m2左右。

在《裝配式結(jié)構(gòu)的增量成本分析-2預(yù)測(cè)》（點(diǎn)擊標(biāo)題、直接閱讀）中提到：

故在塔吊力臂不變的情況下，盡量降低預(yù)制構(gòu)件的重量，其經(jīng)濟(jì)效果不可小覷。

案例：以我集團(tuán)在建項(xiàng)目2#樓為例（地上25層，地下3層，建筑面積8400m2），采用剪刀梯（18步預(yù)制帶肋樓梯），預(yù)制樓梯基本信息配置如下：

按以往工程吊裝經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目若采用板式預(yù)制樓梯，其梯重達(dá)5.2t，普通情況下的塔吊配置基本無(wú)法滿足吊裝要求，需采用型號(hào)更大的塔吊。我集團(tuán)充分吸取過(guò)往工程經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新應(yīng)用了帶肋預(yù)制樓梯代替板式，將梯重由5.2t減少為3.8t（降低27%），對(duì)應(yīng)塔吊由QTZ125型號(hào)降為QTZ80型號(hào)。

塔吊布置位置參下圖：

塔吊中心與預(yù)制樓梯安裝位置中心距離為15m，塔吊距樓角最遠(yuǎn)點(diǎn)28米，與預(yù)制樓梯堆放區(qū)的中心距離為23m，即預(yù)制樓梯的最大吊裝距離為23m；本項(xiàng)目預(yù)制樓梯重量為3.8t，根據(jù)QTZ80塔吊的性能曲線（如下圖），QTZ80塔吊在23米的最大額定起重量為3.95t，滿足本項(xiàng)目的吊裝要求。

如果本項(xiàng)目依然采用板式預(yù)制樓梯（重量為5.2t），在相同的吊裝環(huán)境下，根據(jù)塔吊性能曲線，最低采用QTZ125型號(hào)塔吊，才能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

分析兩種樓梯方案對(duì)應(yīng)的塔吊配置、費(fèi)用，得出：預(yù)制樓梯塔吊費(fèi)用較板式節(jié)省21%，折合地上面積節(jié)省11元/m2。詳下表：

說(shuō)明：上述費(fèi)用節(jié)省尚未考慮構(gòu)件運(yùn)輸費(fèi)用的節(jié)省。

總    結(jié)

綜合裝配式建筑的推行難易程度、發(fā)展?fàn)顩r、現(xiàn)行政策這三個(gè)原因，預(yù)制樓梯是目前預(yù)制部品中技術(shù)最為成熟、可復(fù)制率高的部品，是裝配式住宅推廣中最容易實(shí)現(xiàn)的構(gòu)件。而推廣預(yù)制樓梯，面對(duì)的第一個(gè)問(wèn)題就是——如何降低預(yù)制樓梯的自重、減少增量成本？

通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，我們發(fā)現(xiàn)帶肋預(yù)制樓梯較通常使用的板式樓梯可以降低自重30%左右，自重輕、吊裝方便、安全，施工風(fēng)險(xiǎn)低，而且帶肋預(yù)制樓梯可節(jié)省成本20%左右，折合地上建筑面積節(jié)省約24元/m2（預(yù)制率25%以內(nèi)的項(xiàng)目可降低增量成本約10%）。

同時(shí)，針對(duì)裝配式樓梯的成本優(yōu)化，提出以下3點(diǎn)建議：在前期設(shè)計(jì)中，優(yōu)先選擇帶肋式預(yù)制樓梯；在確定塔吊布置時(shí)，盡量將塔吊位置選在近樓梯處，以降低塔吊規(guī)格；在選擇預(yù)制構(gòu)件的堆場(chǎng)時(shí)，要考慮塔吊型號(hào)、預(yù)制構(gòu)件重量?jī)煞矫嬉蛩?，減少塔吊型號(hào)的超配現(xiàn)象。

作者專欄：（點(diǎn)擊標(biāo)題  即可閱讀）

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