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為了降低土建工程中PC構(gòu)件的成本，研究了預(yù)制構(gòu)件種類、組合方案、工期等因素對(duì)裝配式造價(jià)的影響。結(jié)果表明，采用多個(gè)預(yù)制構(gòu)件且優(yōu)先增大豎向構(gòu)件的預(yù)制比例的組合方案可滿足提高裝配率和有效控制造價(jià)的要求。

首先對(duì)柱、梁、板、墻四種構(gòu)件的現(xiàn)澆與裝配式模型進(jìn)行建模及內(nèi)力和配筋計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件施工方案．分類情況見(jiàn)表１。

圖2 墻構(gòu)件模型圖及平面圖

Fig.2 The model and plane diagram of the wall component

柱模型采用三層框架結(jié)構(gòu)，如圖1所示．層高3ｍ，取二層中柱分析．現(xiàn)澆框架梁尺寸200ｍｍ×400ｍｍ，柱尺寸400ｍｍ×400ｍｍ。樓板現(xiàn)澆，板厚為110ｍｍ。混凝土剪力墻墻身總長(zhǎng)3.8ｍ，如圖2所示。層高3.0ｍ，墻厚200ｍｍ，不考慮保溫層．預(yù)制墻中2300ｍｍ為預(yù)制，余下部分現(xiàn)澆。混凝土材料等級(jí)強(qiáng)度為C30，所有鋼筋、箍筋均采用HRB400。以上模型結(jié)構(gòu)圖均依據(jù)計(jì)算后配筋得到，滿足相應(yīng)受力性能。

預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件造價(jià)的對(duì)比分析

依據(jù)《2013建設(shè)工程工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》和《裝配式建筑工程消耗量定額20161019》，市場(chǎng)綜合單價(jià)，求得成本造價(jià)表（表2）及成本增量圖（圖３），然后分析了預(yù)制構(gòu)件的成本增量ΔＰ（元／㎡）及工日變化的現(xiàn)象及原因．ΔＰ為預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件成本造價(jià)的差值。

圖3 成本增量圖

Fig.3 Cost increment

由表2及圖3可知，不同建筑部位采用預(yù)制構(gòu)件引發(fā)的成本增量差異很大。預(yù)制墻的成本增量值最大，為261.39元/㎡，其次是大跨度疊合板，為250.39元/㎡。成本增量最小的情況為雙葉疊合墻，為74.48元/㎡。從構(gòu)件類別角度分析，除了小跨桁架板的情況以外，其他種類疊合板的成本增量均增大很多。而當(dāng)墻構(gòu)件采用裝配式形式時(shí)，預(yù)制墻與雙葉疊合墻兩種預(yù)制形式在成本增量上有很大不同，其中前者的成本增量為后者的近４倍。而在柱、梁構(gòu)件采用裝配式形式時(shí)，成本增量增長(zhǎng)幅度較為平穩(wěn)。

在衡量預(yù)制構(gòu)件對(duì)裝配式建筑造價(jià)影響時(shí)，并不能僅從成本增量來(lái)分析．裝配式結(jié)構(gòu)靈活性更高且大大節(jié)省了工期．因此需要進(jìn)一步分析預(yù)制構(gòu)件較現(xiàn)澆構(gòu)件的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比值及預(yù)制構(gòu)件比例性價(jià)比，如表3和圖4所示。其中，預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比是指每一預(yù)制部品部件比例百分點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的單位造價(jià)成本。

圖4 預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)比

Fig.4 Economic ratios between prefabricated and in-situ components

如圖4和表3所示，雙葉疊合墻的成本造價(jià)比與單方造價(jià)比均最低，分別為1.17和1.11其次是小跨度疊合梁、大跨度疊合梁與預(yù)制柱，分別為1.54、1.58和1.2。成本造價(jià)比最高的是大跨度疊合樓板，為2.17。同時(shí)，在采用雙葉疊合墻構(gòu)件與疊合板構(gòu)件時(shí)，工日節(jié)省了近一半。從預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比分析可知，雙葉疊合墻、預(yù)制柱和小跨度鋼筋桁架板三種構(gòu)件的性價(jià)比最好，分別為4.28、3.01和2.5。大跨度疊合板的性價(jià)比最差，僅為0.79。

造成上述現(xiàn)象主要是由于預(yù)制樓板雖然工期提前36％～46％，但因板體積較大，從生產(chǎn)工廠運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)的費(fèi)用增高，同時(shí)傳統(tǒng)塔吊等機(jī)械無(wú)法滿足疊合板的組裝，大型機(jī)械的個(gè)性化需求使機(jī)械費(fèi)用有所增加。在組裝過(guò)程中，樓板接縫的處理費(fèi)用會(huì)更大，而疊合梁、預(yù)制柱在預(yù)制工廠內(nèi)生產(chǎn)，其規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)較為統(tǒng)一，現(xiàn)場(chǎng)吊裝精準(zhǔn)度提升，帶來(lái)的工期效益約為12元/㎡，造價(jià)效果較明顯。綜合考慮成本增量、預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比、工日比等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，得出以下結(jié)論：

1.相比現(xiàn)澆構(gòu)件，疊合板造價(jià)增加最多，增長(zhǎng)幅度接近2倍；其次為預(yù)制墻，增長(zhǎng)幅度接近1.5倍，應(yīng)當(dāng)避免。

2.墻體構(gòu)件中，雙葉疊合墻造價(jià)增量較小，預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比優(yōu)秀，使用它作為預(yù)制構(gòu)件時(shí)可以在滿足裝配率的情況下使成本造價(jià)較低，具有很高的效益。

3.構(gòu)件梁、柱在采用預(yù)制形式時(shí)，成本增量相對(duì)優(yōu)秀且預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比較低，在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況下可以適當(dāng)選用。

本部分以某公租房項(xiàng)目７號(hào)樓為例，樓房共17層，1-3層為現(xiàn)澆式設(shè)計(jì)，4-17層為裝配整體式設(shè)計(jì)（建筑面積為6483.2㎡）。依據(jù)投標(biāo)文件及圖紙，針對(duì)裝配式施工和現(xiàn)澆式施工兩種施工工藝分別進(jìn)行4-17層的成本核算及優(yōu)化，得到表4。其中每一種施工方式的造價(jià)計(jì)算均只討論土建工程部分中現(xiàn)澆鋼筋混凝土和PC構(gòu)件安裝項(xiàng)目。

1.與現(xiàn)澆構(gòu)件相比，疊合板造價(jià)增加最多，增長(zhǎng)幅度接近2倍；其次為預(yù)制墻，增長(zhǎng)幅度接近1.5倍，應(yīng)當(dāng)避免．雙葉疊合墻的成本造價(jià)最低，預(yù)制柱、疊合梁的經(jīng)濟(jì)效果相對(duì)優(yōu)秀。因此在同等裝配率情況下，應(yīng)當(dāng)盡量減少疊合板、預(yù)制柱的使用，增加雙葉疊合墻的應(yīng)用。

2.在采取組合式預(yù)制構(gòu)件的情況下，由于雙葉疊合墻造價(jià)增量較小，預(yù)制構(gòu)件性價(jià)比優(yōu)秀，因此盡量地多采用疊合墻與預(yù)制梁或預(yù)制柱相結(jié)合的組合方式，可以有效降低裝配式建筑的成本，與現(xiàn)澆式相比成本造價(jià)僅增加20%左右。

3.為了增加評(píng)價(jià)分值，提高裝配率的標(biāo)準(zhǔn)，可在梁、板等構(gòu)件滿足規(guī)范中裝配式建筑評(píng)分表里最低評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的情況下，優(yōu)先增大豎向預(yù)制柱及疊合墻構(gòu)件的預(yù)制部品部件比例，使得造價(jià)較優(yōu)且裝配式建筑評(píng)分也較高。