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近兩年，國家大力發(fā)展裝配式建筑的政策密集出臺，市場對裝配式建筑的發(fā)展卻一直眾說紛紜，大部分開發(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)任濟南天鴻房地產(chǎn)開發(fā)有限公司設計部副總經(jīng)理，擔任濟南市房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會建筑節(jié)能與產(chǎn)業(yè)化專業(yè)委員會秘書、濟南土木建筑學會建筑設計專委會副主任委員。近3年來，從事產(chǎn)業(yè)化研究相關工作，重點針對裝配式建筑的成本優(yōu)化設計進行了多個主題的研究。

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問題出發(fā)，以預制樓梯為例分析設計優(yōu)化的技術經(jīng)濟效果，拋磚引玉，為大家提供案例借鑒。

一

為什么預制樓梯是裝配式住宅的起點？

裝配式建筑包括四大系統(tǒng)：結構、設計與管線、外圍護、內裝，在結構系統(tǒng)中包括梁、板、柱、墻、樓梯、陽臺等。但為什么預制樓梯成為了裝配式住宅的起點？

1、從裝配式建筑推行的難易程度來看：樓梯是預制水平構件中應用最為成熟、標準化程度最高的部品。

① 設計體系簡單、成熟：預制樓梯采用一端鉸接、一端滑動的設計理論，理論體系簡單、成熟，易于推廣。

② 易標準化設計、可批量生產(chǎn)：建筑層高一定時，預制樓梯的規(guī)格尺寸一致，便于批量生產(chǎn)，成本較低。

③ 現(xiàn)澆樓梯劣勢明顯，預制樓梯正好彌補：如現(xiàn)澆樓梯模板搭建復雜、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量的一個障礙、施工成本本身就相對高等劣勢，而樓梯的預制正好可以彌補現(xiàn)澆方式的不足。

2、從裝配式建筑的發(fā)展狀況來看：推廣成熟可靠的水平預制構件是二三四線城市落實裝配式建筑較為穩(wěn)妥的解決方案（水平構件包括樓梯、樓板、陽臺板、空調板、女兒墻板等）。原因有以下3點：

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

②連接簡單、部品成熟：水平構件的連接簡單，部品成熟可靠，可復制性、可推廣性高；

③施工相對簡單：預制水平構件的設計、施工、制作較為簡單，便于產(chǎn)業(yè)化不成熟地區(qū)的人、材、機的利用。

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

綜合裝配式建筑的推行難易度、發(fā)展狀況、現(xiàn)行政策這三個原因，預制樓梯是裝配式住宅預制構件推廣中最容易實現(xiàn)的構件，是裝配式住宅的起點。

而推廣預制樓梯，首先面對的一個問題就是——如何降低預制樓梯的自重？（尤其是預制剪刀樓梯的自重），使其能達到普通塔吊的吊重要求。（說明：山東省主要推行預制樓梯、疊合板，因而預制樓梯的單跑重量是選擇塔吊的關鍵因素）。

經(jīng)過創(chuàng)新設計、計算分析，發(fā)現(xiàn)帶肋預制樓梯的自重比板式可降低30%左右。下面，從技術性能、經(jīng)濟效果兩個方面闡述。

二

為什么帶肋預制樓梯的技術性能更可靠？

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

基于此，我集團與山東同圓設計集團共同研發(fā)了帶肋預制樓梯（為了和梁板式預制樓梯區(qū)分，以下簡稱“帶肋樓梯”）。經(jīng)有限元分析，其受力與梁板式預制樓梯相同，受力更合理——帶肋預制樓梯肋梁寬度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）。

通過實際案例的設計和分析，發(fā)現(xiàn)帶肋預制樓梯較預制板式樓梯，自重降低30%左右，自重輕、吊裝方便、安全，施工風險低。如下表：

板式預制樓梯、帶肋預制樓梯的設計圖紙參考如下：

（板式預制樓梯）

（帶肋預制樓梯）

三

為什么帶肋預制樓梯更經(jīng)濟？

結合上述案例的技術分析結果：帶肋預制樓梯較預制板式樓梯，砼含量、含鋼量降低30%左右，因而經(jīng)濟效果明顯。下面從構件費用、塔吊費用兩個方面來分析帶肋樓梯在經(jīng)濟上的優(yōu)勢。

經(jīng)濟上：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，預制率25%以內的項目可降低增量成本10%左右。

1、構件費用：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。

帶肋預制樓梯自重、含鋼量、含砼量降低30%，考慮帶肋預制樓梯在模具加工、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，帶肋預制樓梯成本可節(jié)省20%左右。如果以上海市發(fā)布的預制樓梯信息價3250元/m3（2018年3月份）測算，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測算）。

2、塔吊費用：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)的預制構件價格在2400~3600元/m3左右，根據(jù)現(xiàn)有項目的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當預制率為50%左右時，預制構件的安裝費用（包含垂直吊裝費、安裝費、器具攤銷費）約170~260元/m2左右。

在《裝配式結構的增量成本分析-2預測》（點擊標題、直接閱讀）中提到：

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

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

按以往工程吊裝經(jīng)驗，本項目若采用板式預制樓梯，其梯重達5.2t，普通情況下的塔吊配置基本無法滿足吊裝要求，需采用型號更大的塔吊。我集團充分吸取過往工程經(jīng)驗，創(chuàng)新應用了帶肋預制樓梯代替板式，將梯重由5.2t減少為3.8t（降低27%），對應塔吊由QTZ125型號降為QTZ80型號。

塔吊布置位置參下圖：

塔吊中心與預制樓梯安裝位置中心距離為15m，塔吊距樓角最遠點28米，與預制樓梯堆放區(qū)的中心距離為23m，即預制樓梯的最大吊裝距離為23m；本項目預制樓梯重量為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，滿足本項目的吊裝要求。

如果本項目依然采用板式預制樓梯（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型號塔吊，才能夠滿足現(xiàn)場施工需求。

分析兩種樓梯方案對應的塔吊配置、費用，得出：預制樓梯塔吊費用較板式節(jié)省21%，折合地上面積節(jié)省11元/m2。詳下表：

說明：上述費用節(jié)省尚未考慮構件運輸費用的節(jié)省。

總    結

綜合裝配式建筑的推行難易程度、發(fā)展狀況、現(xiàn)行政策這三個原因，預制樓梯是目前預制部品中技術最為成熟、可復制率高的部品，是裝配式住宅推廣中最容易實現(xiàn)的構件。而推廣預制樓梯，面對的第一個問題就是——如何降低預制樓梯的自重、減少增量成本？

通過創(chuàng)新設計方案，我們發(fā)現(xiàn)帶肋預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，施工風險低，而且帶肋預制樓梯可節(jié)省成本20%左右，折合地上建筑面積節(jié)省約24元/m2（預制率25%以內的項目可降低增量成本約10%）。

同時，針對裝配式樓梯的成本優(yōu)化，提出以下3點建議：在前期設計中，優(yōu)先選擇帶肋式預制樓梯；在確定塔吊布置時，盡量將塔吊位置選在近樓梯處，以降低塔吊規(guī)格；在選擇預制構件的堆場時，要考慮塔吊型號、預制構件重量兩方面因素，減少塔吊型號的超配現(xiàn)象。

作者專欄：（點擊標題  即可閱讀）

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