不同顶板形式对地下室机械成本的影响分析

不同顶板形式对地下室机械成本的影响分析

李征洋

绵阳职业技术学院 四川绵阳 621000

摘要：对主梁大板、十字主次梁顶板、无梁顶板以及SP 预应力混凝土空心叠合板四种地下室顶板结构形式下的机械成本进行了对比分析，结果表明：无梁顶板结构形式的定额机械成本最低，在当前来讲具有一定的成本优势，但当考虑环境成本后，综合机械成本系数在将来呈逐渐减小趋势，装配式（SP 预应力混凝土空心叠合板）结构形式顶板的机械成本优势将逐渐显现。

关键词：地下室；顶板；定额机械成本；综合机械成本；成本系数

中图分类号：TU723.3 文献标志码：A

作者简介：李征洋（2000.2.15），男，汉族，四川省绵阳市人，研究方向：建筑工程.

0 引言

随着社会经济的快速发展，我国的城镇化进程不断深入，但是也导致了土地资源紧张等一系列问题，加大对地下空间的开发和利用，成为解决城镇拥堵的重要措施之一。当前，很大一部分住宅楼、商场、医院等均会设计自己的地下室，而地下室顶板的选型对于地下空间的成本具有重要影响。人工、材料和机械成本是建筑工程最主要的三项成本，控制好机械成本，是施工企业的重要任务之一^[1-5]。随着新技术、新工艺的不断出现，对机械设备的选型和要求也在不断变化，同时，国家越来越重视施工过程中的环境保护，这些都极大改变了建筑施工企业在施工过程中的机械成本结构，因此，开展不同结构顶板的机械成本分析，可为将来地下室顶板的选型提供一定的指导和帮助。

1 工程背景

某住宅小区主楼设计为26层，地下室一层，地下室长*宽*高=119.35m*99.20m*5.2m，地下室标准柱网为8.4m*8.4m，柱的尺寸为600mm*600mm，地下室主要用于停车位设置。地下室的结构安全等级为二级，抗震类别为丙类，抗震设防烈度为8度。根据相关要求，在设计之初，共进行了四种地下室顶板类型分析，分别为：主梁大板设计、十字主次梁顶板设计、无梁顶板设计以及SP 预应力混凝土空心叠合板设计。

2 顶板结构设计

主梁大板设计：顶板混凝土厚度为25cm，强度等级为C40，主梁为700mm*700mm，钢筋为HRB级钢筋。

十字主次梁顶板设计：顶板混凝土厚度为25cm，强度等级为C40，顶板与次梁整体进行连接，在主梁大板的设计基础上，在每一柱网内增加一个350mm*700mm的十字次梁。

无梁顶板设计：梁与柱不相连，所有荷载均通过板柱连接面上的剪力传递到柱子上面，板厚30cm，强度等级为C40，柱上板带边跨钢筋布置形式为C4@100，其余钢筋均为布置形式为C4@200。

SP 预应力混凝土空心叠合板设计：顶板混凝土采用细石混凝土，强度等级为C40，板厚为30cm，板间灌缝混凝土强度等级为C30，预应力钢筋型号为270级。

3 成本分析

3.1 机械成本分析

按照当地02、08和16定额对四种地下室顶板的机械成本进行套价计算，其中2003-2007年采用02定额，2008-2016年采用08定额，2017-2019采用16定额。计价工程主要包括：混凝土工程、模板工程、脚手架工程、预制构件等，得到四种不同结构形式顶板的机械成本变化关系，见图2。从图中可以看到：相同年份下，四种顶板形式的机械成本由高到低依次为：SP预应力混凝土空心叠合板>十字主次梁顶板>主梁大板>无梁顶板,SP预应力混凝土空心叠合板的机械费用是其它顶板形式的3~8倍，这是因为预制装配式顶板结构，施工工序更加复杂，预制构件从生产到安装需要的机械较多，而预制构件从预制厂运输到施工场地的费用是SP预应力混凝土空心叠合板机械费较大的主要原因。

从整体变化趋势来讲，随着年份的增加，十字主次梁顶板、主梁大板和无梁顶板的机械费用逐渐降低在，这主要与机械设备使用效率的整体提升有关，随着施工技术和施工组织的计划的日趋成熟，机械费用将逐渐降低。SP预应力混凝土空心叠合板随时间呈三阶段变化特征，使用08定额计算时的机械费用相比02定额和16定额有较大幅度降低，这主要是因为08定额预制板子目已经将预制板的运输、构件加固、吊装、焊接固定等费用全部包括，而02和16则是将构件安装和运输等子目单独列出，因而机械费用有较大变化。

采用最小二乘法对机械费用进行多元线性回归的拟合分析，结果显示：主梁大板的机械费用符合线性变化趋势，十字主次梁板的机械费用符合线性对数S型增长曲线，无梁板的机械费用同样符合线性对数S型曲线，SP预应力空心板的机械费用变化较为复杂，可采用分段函数进行表示，在2003-2007和2017~+∞符合线性对数S型增长曲线，2008~2016符合线性变化曲线，即有：

主梁大板：C1=-0.193t+400.7 ；

十字主次梁板：C2=e^{33.09-0.0152t} ；

无梁板：C3= e

^60.9-0.029t ；

SP预应力空心板：C4= e^0.044t-85.2 t∈[2003，2007]∪[2017，+∞）或者C4= -0.11t+236.51，t∈[2008，2016]；

式中：C1、C2、C3、C4表示机械费用，t表示年份。

图1 机械成本

3.3 综合机械成本分析

计算得到了四种不同顶板形势下的综合机械成本情况见图2。从图中可以看到：各顶板形势下的综合机械成本与机械成本的变化规律基本一致，但是又有些区别：一是不同顶板形式下的机械成本在考虑环境成本后，综合机械成本有较大增幅，尤以十字主次梁顶板、主梁大板和无梁顶板的机械费用增长幅度最大，综合机械成本约为机械成本的3倍，SP预应力空心板的机械费用增长约1.5倍；二是不同阶段的综合机械成本由高到低的排序不相同，当采用02或者16定额时，机械成本排序依然为SP预应力混凝土空心叠合板>十字主次梁顶板>主梁大板>无梁顶板，当采用08定额时，机械成本由大到小排序为十字主次梁顶板>主梁大板>无梁顶板>SP预应力混凝土空心叠合板，这也是与08定额所采用的字母与02和16定额采取的子目不一样有关。

同理，采用最小二乘法对机械费用进行多元线性回归的拟合分析，结果显示：主梁大板和十字主次梁板的综合机械费用符合线性变化趋势，无梁板的综合机械费用符合线性对数S型曲线，SP预应力空心板的综合机械费用均符合线性对数S型增长曲线，即有：

主梁大板：C1’=-0.327t+697.04 ；

十字主次梁板：C2’=-0.377t+794.34 ；

无梁板：C3’= e^{(-23.33+53997.18/t)} ；

SP预应力空心板：C4’ = e^{67.46-127496.37/t} t∈[2003，2007]∪[2017，+∞）或者C4’= -0.11t+249.45，t∈[2008，2016]；

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图2综合机械成本

3.4 综合机械成本系数变化及预测

所谓综合机械成本系数是指综合机械成本与定额机械成本的比值，其值可以反应不机械成本未来的变化趋势，通过计算分析可以发现：主梁大板、十字主次梁顶板和无梁顶板的成本系数随着年份呈不断增大趋势，主梁大板和无梁顶板增速每年都在逐渐增大，而十字主次梁顶板增速随着年份在逐年减小，在未来几年，三种形式顶板的机械成本系数还将一直增大，这主要是政府将持续加大对施工环境保护和污染治理的力度，需要更多的相关机械投入；SP预应力空心板的成本系数随着年份呈不同的变化特征，当采用02和16定额时，成本系数呈逐渐减小趋势，而采用08定额时，机械成本系数逐渐增大，在未来几年，SP预应力空心板的机械成本系数将持续减小，这主要是因为预制构件的成本主要增量在运输成本，同时由于构件的特殊性，导致传统吊装机械不能满足施工要求，因此需要一些特殊设备进行生产吊装；但在机械费方面，装配式仍然有其独特的结构优势，发展潜力巨大，在将来若要降低机械成本，一是要实现装配式顶板的生产规模化，二是要合理安排施工顺序，搭配各类型施工机械和设备，提高构件的安装效率。

4 结论

以某小区地下室顶板设计为例，对主梁大板、十字主次梁顶板、无梁顶板以及SP 预应力混凝土空心叠合板四种顶板的机械成本进行了对比分析，得出如下结论：（1）从当前的机械成本来讲，无梁顶板结构形式的机械成本最低；（2）当考虑环境成本之后，虽然及SP 预应力混凝土空心叠合板结构形式的机械成本仍比其他顶板结构高，但与其他结构的机械成本差距在逐渐减小；（3）通过综合机械成本系数可知，SP 预应力混凝土空心叠合板结构形式的成本系数将呈逐渐减小趋势，在未来综合机械成本更有优势的装配式结构将成为顶板的首选结构。

参考文献

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5. 迟立新.全周期外租机械成本控制法在施工企业的应用[J].工程机械与维修,2017(05):84-87.