3.2 高层配筋砌块建筑——对比对象为钢筋混凝土
我国的试点工程和国外资料综合分析表明,配筋砌体结构,比同样规模混凝土结构,可降低工程造价10%~20%,三材用量(钢材、水泥、木材)减少30%~50%,施工周期缩短1/4以上。另外配筋砌体还具有明显的环境效益等。
为什么配筋砌块结构有如此显著的经济效益呢?
3.2.1 配筋砌体实际上是预制装配整体式剪力墙混凝土结构,空心混凝土砌块用砂浆砌筑,按要求设置水平和竖向钢筋,用注芯混凝土将其粘结成整体,墙体的施工不需模板和大型吊装机具,施工程序少。
3.2.2 配筋砌体结构的构造含钢率较钢筋混凝土低得多,约为钢筋混凝土剪力墙的50%。而一般剪力墙结构多为构造配筋,仅这一项就可节省近50%的钢筋用量。
这是因为钢筋混凝土剪力墙的最小含钢率,除延性要求外,主要考虑在塑性状态浇注,为限制在水化过程中产生显著收缩的需要;而当砌体施工时,作为主要部分的砌体块体,尺寸稳定,仅在砌体中加入了塑性的砂浆和注芯混凝土,因此砌体墙可收缩的材料要比混凝土墙少得多,配筋砌体结构的最小配筋率同样考虑了结构延性要求。
3.2.3 配筋砌体中存在着许多竖向灰缝,类似在钢筋混凝土剪力墙中设置数条竖向缝,增加了结构的变形和耗能能力,因而是一种又刚又柔的良好抗震建筑材料。
中国建筑东北设计研究院,在对配筋砌体结构系统研究的基础上,于1996年初为辽宁省盘锦市国税局设计了一栋15层配筋混凝土砌块住宅试点工程。该工程地处Ⅲ类场地土,7度设防,基础为复打沉管灌注桩构造底板基础,无地下室,标准层建筑面积为500m2,总建筑面积为7000 m2,房屋层高3m,建筑物总高46m,墙体除电梯井部分墙体采用C20混凝土外,其余承重墙均用190厚配筋砌块,墙体材料强度等级从下至上依次为:1~2层为全注芯混凝土砌体,采用MU20砌块,M20砂浆,C30注芯混凝土;3~8层为部分注混凝土砌体,采用MU15砌块,M15砂浆,C25注芯混凝土;9~15层为部分注混凝土砌体,采用MU10砌块,M10砂浆,C20注芯混凝土,墙体的水平和垂直方向的配筋率均为0.1%,房屋的楼屋盖均为C20混凝土。由于本工程和混凝土剪力墙结构不同之处仅为墙体,故在技术经济分析时专门就墙体进行了比较,其结果是:墙体用钢量9.50kg/ m2,相当混凝土剪力墙用钢量的53%,墙体用钢量节省100吨,折合每平方米建筑面积14.28kg,土建造价降低18%,节约110万元,施工周期快,平均每层5天,砌筑比粘土砖快1倍,取得了较好的技术经济效果。
另外,中国建筑东北设计研究院与抚顺市建筑设计院合作完成的抚顺中兴大厦配筋砌体结构,底层3层框剪,层高4.2m,上部9层剪力墙,层高3.0m,开间为6.6m,总高39.6m,配筋剪力墙均为190砼砌块。该建筑在补充本稿时(2000年8月)已完成全体结构,根据建设单位――深抚房地产公司的初步预算分析,其造价约为900元/m2,约为同等规模的框剪结构的75%。
综合国内配筋砌块试点工程造价分析也表明,配筋砌块剪力墙比砼框架剪力墙结构有显著的经济优势。
配筋砌块试点工程与砼框架力墙结构经济比较表
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试点
材料及费用
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广西11层
试点建筑
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辽宁省盘锦15层
试点建筑
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上海18层
试点建筑
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抚顺12层
试点建筑
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钢材节省
造价节省
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38%
28%
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42%
18%
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25%
7.4%
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――
25%
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