电解车间两种结构形式土建投资对比

吴旻

（贵阳铝镁设计研究院有限公司贵州贵阳550081）

电解车间两种结构形式土建投资对比

吴旻

（贵阳铝镁设计研究院有限公司贵州贵阳550081）

本文通过对钢结构形式及混凝土排架结构形式电解车间的工程量进行计算统计，讨论电解车间两种结构形式的土建投资的差别。

电解车间；钢结构；混凝土排架结构；工程投资

1　前言

最近几年，随着世界经济及铝工业的快速发展，我国电解铝技术也得到了较大提高，电解车间的产能要求也越来越大，电解槽从240KA到340KA，一直到现在的420KA槽、500KA槽，槽子越来越大，厂房的跨度也越来越大，总投资也越来越大。在设计中对经济指标的要求也越来越高，除了降低能耗外，就是要节省建设投资。而从土建方面来说，合理的结构设计方案与便于施工就是重中之重，合理的结构设计本身就可以节省投资，而便于施工可大大缩短工期，节约人工成本，让业主尽快见效益。据权威资料统计分析，在初步设计阶段，影响工程造价的可能性为75～ 95%；在技术设计阶段，影响工程造价的可能性为35～75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5～35%。因此，设计方案的优劣、设计质量的好坏、设计是否优化对工程造价将产生直接的影响，尤其是初步设计阶段的方案设计。而任何方案设计的优劣，都要有基础数据作为支持。材料选择不同，工程直接费就不同，总造价也不同，设计阶段合理选择建筑材料，控制材料单价或工程量，是控制工程造价的最有效途径。

2　投资分析主体概况

以某工程电解车间为本次分析实例，对钢结构形式与混凝土排架结构形式进行对比，本次取一个标准跨进行分析。本车间产能为500kt/a，共采用366台500KA级大型预焙阳极电解槽，每栋厂房内配置9台多功能天车。车间所在地抗震设防烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度值为0.2g，场地类别为Ⅱ类，车间由两栋完全平行的30m跨厂房组成，单栋厂房长1407.6m，标准柱距为6.9m，与通廊连接处抽柱，柱距为13.8m，两栋厂房的间距为60m，通过4条通廊连接，通廊采用门式刚架，通廊刚架置于3.3m平台上，与平台柱铰接，车间平面布置如图1。

图1　电解车间平面布置图

3　主体设计方案构成

3.1钢结构形式

3.3m操作平台以下为现浇钢筋混凝土结构，3.3m以上采用钢结构，下柱采用焊接型双肢柱，吊车梁由独立的工字型柱支撑，上柱为焊接工字型柱，屋面梁为焊接型实腹式变截面梁，分两次拼接，梁柱连接采用高强螺栓刚性连接，钢柱脚采用插入式，吊车梁采用焊接工字型钢吊车梁，制动系统采用制动板形式，制动板与吊车梁之间用高强螺栓连接。3.3m操作平台下主梁一端直接置于高杯口上，形成一个铰接点，另一端与平台柱刚性连接。剖面图如图2。

图2　电解车间剖面示意图

3.2混凝土排架结构形式

3.3m操作平台为现浇钢筋混凝土结构，主厂房柱采用预制柱，吊车梁置于牛腿上，屋面为梯形钢屋架，吊车梁采用焊接工字型钢吊车梁，预制柱插入杯口基础。3.3m操作平台下主梁与预制柱间通过牛腿连接，形成一个铰接点，另一端与平台柱刚性连接。预制混凝土柱可工厂加工或现场施工。剖面图如图3。

4　分析内容

（1）钢结构形式材料用量计算项目包括：（因篇幅关系，本文仅将必要的统计表格示出）

①门式刚架的钢材用量计算；

②吊车梁的钢材用量计算；

③制动板的钢材用量计算；

④墙面、屋面系统的钢材用量计算；

⑤电解车间标准跨用钢（钢板、型钢）量计算；

⑥▼3.250板的混凝土用量、钢筋用量计算；

⑦▼3.250梁的混凝土用量、钢筋用量计算；

⑧厂房基础及平台基础的混凝土用量计算；

⑨基础垫层混凝土的用量计算；

⑩基础钢筋的用量计算；

（11）混凝土部分钢筋及混凝土汇总表。

（2）混凝土排架结构形式材料用量计算项目包括：（因篇幅关系，本文仅将必要的统计表格示出）

①钢屋架的钢材用量计算；

②吊车梁的钢材用量计算；

③制动板的钢材用量计算；

④墙面、屋面系统的钢材用量计算；

⑤电解车间标准跨用钢（钢板、型钢）量计算；

⑥▼3.250板的混凝土用量、钢筋用量计算；

⑦▼3.250梁的混凝土用量、钢筋用量计算；

⑧预制柱的钢筋及混凝土用量计算；

⑨厂房基础及平台基础的混凝土用量计算；

⑩基础垫层混凝土的用量计算；

(11)基础钢筋的用量计算；

(12)混凝土部分钢筋及混凝土汇总表。

（3）钢结构形式与混凝土排架结构形式土建提资费用对比见表1。

图3　混凝土结构电解车间剖面示意图

5　结论

混凝土结构形式在材料及人工成本上具有较大优势，对于大型电解车间的投资费用影响较大，以本次工程电解车间为例，材料及人工成本可节省3275万元，见表1，其投资仅为钢结构形式的62%，当然，如果计入母线基础、槽基础、及开挖、回填土石方、模板等工程，投资比例应在65%左右。从本次分析可看出，混凝土结构形式在土建提资上节省很多，其主要节省在两方面：①混凝土排架与刚架的造价悬殊，相差2473万元，具体见表2；②混凝土结构形式的基础设计方案优化，其采用了浅埋形式，将杯口杯壁加厚，取消了杯口配筋，同时也减少了混凝土用量，减少提资817万元，具体见表3，由此可看出，任何一个基本构件的方案形式确定，都将对建设提资产生巨大的影响。

表1　电解车间土建投资明细表

表2　电解车间混凝土排架与刚架投资明细表

表3　电解车间基础投资明细表

TU276

A

1673-0038（2015）14-0134-02

2015-3-21

吴旻（1976-），男，苗族，贵州天柱人，工程师，本科，主要从事结构设计工作。