袁 丽,王 婧,陈圆圆,江 健
(1.武汉工程大学,湖北 武汉 430073;2.中国地震局地震研究所,湖北 武汉 430071)
地震是一种严重危及人们生命及财产安全的突发性自然灾害。经过地震专家对历次破坏性地震的统计分析显示:地震中人员伤亡总数的95%以上是由房屋及建筑体倒塌造成的,仅有不足5%的人员伤亡是直接由地震及地震引发的次生灾害导致的[1];在农村地区因房屋的破坏而造成的人员伤亡现象更为严重。农村民居在规划、设计、建造等方面存在较多问题,农村“小震大灾、大震巨灾”的情况日益凸显[2]。要使农村民居做到地震安全,就要对农居工程进行抗震设防[3],这就涉及到两方面的问题,一是如何确定(各地)农村民居的抗震设防标准,即评估各地的地震危险性;二是在现有的基础上,如果提高设防标准,每平方米房屋增加的造价或成本是多少?社会是否有经济承受力?
由于地震发生的偶然性和人类资源的有限性,不可能无限制的使用资源来保证房屋能抵抗百年不遇的地震,这样既不经济也无必要。因此怎么确定房屋的合理投入已成为社会各界关注的一个重要问题,而搞清不同抗震设防标准的农村民居建筑的造价成本是解决这个问题的前提。我国已有不同学者开展了这方面的研究。曹凤[4]通过实例计算得出砖混住宅从抗震设防烈度Ⅶ度提高到Ⅷ度造价提高了6.67%;谈一评、杨文旻[5]以框架—剪力墙结构的房屋为计算实例,得出相对于不设防的情况,抗震烈度为Ⅵ度时单方造价提高2%;抗震烈度为Ⅶ度时单方造价提高约6%;抗震烈度为Ⅷ度时单方造价提高11%。王红[6]提出在符合抗震设计要求并保证施工质量的概念设计下,造价上会高出普通设计的20%~60%。也有中国地震局专家[7]在接受南方周末的采访时提出过“(抗震烈度)提高一级每平方米的成本增加不到100元”的说法。
从收集到的以上部分专家的观点可以看出,提高房屋抗震能力所增加的造价目前还没有人进行系统的科学分析研究,更没有形成统一的看法。而我国目前开展的农村民居抗震设防工作要求,必须有一个综合考虑我国农村房屋的结构形式、不同地域的结构特点、使用材料、施工特点等各方面影响因素计算出的造价指数作为决策的依据。本文选取湖北农村较常见的普通砖混结构为对象,分析其采用不同抗震设防标准引起的造价变化为农村民房抗震减灾工程提供依据。
目前,在我国农村民居房屋式样虽然较多,在不同的地域有不同的建造方式和样式,但归纳起来主要有4种[8]:土木结构、砖木结构、砖混结构和框架结构。在我国新建房屋中或经济较发达的地区已普遍采用砖混结构和框架结构。本文选取湖北农村地区较常见的普通砖混结构住宅作为研究对象,选择的典型砖混结构农居工程为地上2层,无地下室,基础为条形基础。抗震设防分类为丙类,建筑面积170.94m2。设计地震分组为第一组,建筑结构安全等级为三级。取50年内超越概率10%的地震烈度作为该地区的抗震设防的依据。
表1 计价程序Table 1 Pricing procedure
表中直接工程费是指房屋建造施工过程中耗费的构成工程实体的各项费用,包括人工费、材料费、施工机械使用费;措施费是指为完成工程项目施工,发生于该工程施工准备和施工过程中技术、生活、安全、环境保护等方面的非工程实体项目的费用;间接费由规费、企业管理费等组成。
目前,我国建设工程造价实行“双轨制”计价管理办法:以直接费单价为计价基础的定额计价和以综合单价为计价基础的工程量清单计价。两种计价方法不尽相同,但计价的基本过程和原理相同。本文选取案例需要反映的是社会平均消耗量水平,所以采用定额计价的方式,具体的计价程序如表1所示。所选取的定额是以湖北省建设工程造价管理总站编制的《2008湖北省建筑工程消耗量定额及统一基价表》和《2008湖北省建筑工程费用定额》作为计价依据。
通过计算取得不同抗震设防砖混农居的预算造价,见总表(表2)、单方造价分析表(表3)和人工、材料消耗指标表(表4)。
表2 不同抗震设防标准下砖混农居预算总表Table 2 Budget summarys of rural residence with brick-concrete structure under different seismic fortification criteria
表3 单方造价分析表Table 3 Analysis of construction cost per square meter
表4 人工、主材消耗指标表Table 4 Consumption indices of manual work and main materials
结合表2分析对比不同抗震设防标准的砖混农居的土建工程单方造价、装饰装修工程单方造价和总单方造价,见图1。
图1 土建工程单方造价、装饰装修工程单方造价和总单方造价比较Fig.1 Comparison of civil work costs,decoration costs and total construction costs
随着抗震设防烈度的提高砖混房屋的造价是不断增加的(表5)。看出砖混农居增加投入126元/m2,可以使砖混农居从不设防提高到Ⅵ度设防;增加投入76元/m2,可以使砖混农居从Ⅵ度设防提高到Ⅶ度设防;增加投入105元/m2,可以使砖混农居从Ⅶ度设防提高到Ⅷ度设防。
表5 设防烈度对造价的影响Table 5 Influence of seismic fortification intensity on construction cost
人工、材料、机械及综合费的变化对造价变化的影响各不相同。但无论设防标准提高多少,材料费对造价的影响都是最大的,人工费、机械费和综合费的影响则相对较小(表6)。
结合表2分析,建筑面积为170.94m2的砖混结构农居从不设防提高到Ⅵ度设防、Ⅶ度设防、Ⅷ度设防,总造价将分别连续增加21488元、12952元、17949元。而据2013年湖北统计年鉴[9]资料,湖北省农村地区2012年农民人均总收入为10525.66元。
表6 不同费用变化对单方造价的影响Table 6 Influence of different cost change composition on construction cost
因此,从当前农民自身能力来看,将砖混结构农居从不设防提高到Ⅵ度设防单靠其自身有一定的困难,而要提高到更安全和更高的设防标准单靠农民自身是不行的,政府必须给予适当的财政支持。
分析表明,砖混农居工程从不设防到Ⅷ度设防,造价是持续增高的,由于标准砖的用量变化极小,导致房屋造价增高的原因主要是增加抗震构造措施带来的。具体构造措施主要有:
(1)柱:未设防房屋不设构造柱。设防房屋在楼梯间的四角,楼梯段上下端对应的墙体处,房屋外墙四角,大开间房屋的四角,较大洞口两侧均设现浇构造柱,混凝土的强度等级及配筋均满足规范要求。
(2)圈梁:未设防房屋无整体圈梁,设部分单梁。设防房屋在房屋的每层设置圈梁,增强房屋的整体性。
(3)板:未设防房屋楼面板采用预制板,坡屋面板采用现浇板,混凝土的强度等级及配筋均满足规范要求。设防房屋每层楼板均采用现浇板,混凝土的强度等级及配筋均满足规范要求。
(4)楼梯:未设防房屋楼梯采用预制楼梯。设防房屋楼梯采用现浇,混凝土的强度等级及配筋均满足按规范要求。
通过以上对比发现,钢筋混凝土构件的采用是造价影响的主要因素,也就是说钢筋和混凝土的使用量对造价的影响很大。
砖混农居从不设防到Ⅷ度设防,钢筋的使用量持续增加(表7),这个变化主要是因为基础、梁、柱的钢筋使用量不断增大,对造价的影响也非常大。以Ⅵ度设防到Ⅶ度设防的钢筋用量为例,按照《湖北省建筑工程消耗量定额及统一基价表(2008)》中的定额均价5300元/t为单价计算,农居从Ⅵ度设防到Ⅶ度设防,钢筋使用量增多导致造价提高29.68元/m2,占Ⅵ度到Ⅶ度单方造价增加量的39.1%。
表7 每100m2建筑物钢筋使用量对比表Table 7 Comparison of rebar consumptions in per 100m2 buildings
砖混农居从不设防到Ⅷ度设防,混凝土的使用量也持续增加,且设防标准越高,混凝土的使用量增加率越大(表8)。主要是因为从不设防到Ⅷ度设防,基础、梁、柱的尺寸逐级不断的增大,而混凝土使用量的增加对造价的影响也是非常大的。
从本章的计算结果及结果分析可以看出:同类结构房屋选取不同的抗震设防标准,房屋的抗震措施会有很大的不同,材料的使用量不同,对造价的影响也不同。因此,在保证房屋地震安全的同时,也要根据自身需求选取合理的抗震设防标准,尽量以最经济合理的方式保证生命财产安全。
表8 每100m2建筑物混凝土使用量对比表Table 8 Comparison of concrete consumptions per 100m2 buildings
本文选择我国农村地区现在普遍采用的典型砖混建筑作为农村民居的研究分析对象,以湖北为例计算了砖混农居在不同抗震设防标准下的工程造价,分析提高抗震设防标准所带来的成本增加的原因,得出以下主要结论。
(1)从计算结果可以看出,提高农居工程的抗震设防标准,建筑物造价将会持续增高。砖混农居从不设防提高到Ⅵ度设防、Ⅶ度设防、Ⅷ度设防,每平方米造价将会分别连续增加126元、76元和105元。即:相对于不设防的情况,抗震烈度为Ⅵ度时单方造价提高大约17%,而从Ⅵ度设防提高到Ⅶ度设防单方造价增加大约9%,Ⅶ度设防提高到Ⅷ度设防单方造价增加大约11%;
(2)对不同抗震设防标准的农居造价影响最大是材料费。砖混农居的材料费对造价的影响率,从不设防提高到Ⅵ度设防、Ⅶ度设防、Ⅷ度设防,分别为63.56% 、65.65% 和65.62%。而在所有材料费中,又以钢筋和混凝土增加的费用影响最大。
(3)从分析结果来看,当前靠农民自身能力将砖混结构农居从不设防提高到Ⅵ度设防,都有一定的困难,而要提高到更安全和更高的设防标准,单靠农民自身是不行的,政府必须给予适当的财政支持。提高农居的抗震性能能从根本上缓解我国农村地震灾害的危害性,对保障人民生命与财产安全,满足人民心理安全,推动社会经济和谐发展将有重要作用。分析计算不同抗震设防标准的农居工程造价,可以为农民和政府的防震减灾投入提供科学依据。
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