李 群

（寶雞市馮家山水庫管理局 陜西 寶雞 721300）

隨著工業(yè)與民用建筑變革與發(fā)展，許多發(fā)達國家鋼結構建筑已成為建筑行業(yè)的主流，僅歐美國家鋼結構建筑鋼材用量就占其全部建筑65%，日本占到50%。進入20世紀90年代后，我國鋼結構建筑也有了新的發(fā)展，鋼結構在交通橋梁、工業(yè)廠房、儲物庫房和商業(yè)超市等廣泛應用，并在華北、東南沿海等地區(qū)始用于民用住宅，使傳統(tǒng)磚混、鋼筋混凝土結構向鋼結構轉型，推進了建筑結構的創(chuàng)新與變革，形成了很大的發(fā)展空間和規(guī)模。從陜西省水利行業(yè)看，對水利工程配套的房建設施應用鋼結構甚少，致使配套房建設施使用年限短、安全抗震性能差、破損狀況日益突出。

水利行業(yè)配套的水力發(fā)電機房、抽水泵房和啟閉閘房等房建設施是保障水利工程正常運行的重要設施。陜西省大中型水利工程大多運行時間長，配套房建設施老化、失修問題突出。在實施水利工程配套房建設施改造中，涉及項目多、工程量大、施工難度大，運用何種方式和結構類型實施改造是水利工程設計部門和水利工程建設單位面對的新課題。

1 水工房建設施的現(xiàn)狀

目前，陜西省擁有37座大中型水利工程，80%修建于20世紀60～70年代，其配套的水力發(fā)電機房、抽水泵房和啟閉閘房大都是傳統(tǒng)的磚混、鋼筋混凝土建造，分布范圍廣，房建面積大。由于初建時選用建造結構滯后，年久老化失修，加之“汶川5·12”地震的震損，水利工程配套的房建設施破損十分嚴重。僅從寶雞市馮家山水利工程（大二型）配套房建設施調研統(tǒng)計，水力發(fā)電機房2座，大中型抽水泵房20余座，啟閉閘房18座，共有配套房建面積12000m2，其中年久失修、老化破損占配套建筑面積約75%，已影響到水利工程正常運行和效益發(fā)揮，應對需維修加固的房建設施實施優(yōu)化改造。

2 鋼結構類型與優(yōu)點

2.1 鋼結構類型

鋼結構按生產(chǎn)功能用途一般分為重型鋼結構、輕型鋼結構、網(wǎng)架鋼結構和懸索鋼結構四種類型。建筑結構選型是建筑設計、建筑施工和確保工程質量的前提和基礎。從水利工程運行功能與用途調研分析，對新建和改建水利工程房建設施，一般選用輕型鋼結構極為經(jīng)濟、適宜和實用。

2.2 鋼結構優(yōu)點

鋼結構是一種受力性能良好的空間結構體系，在國內外建筑領域廣泛應用。鋼結構與傳統(tǒng)的磚混、鋼筋混凝土結構類比，具有以下優(yōu)點。

（1）強度高、承載力大。

由于鋼材具有強度高、建筑物自重輕的特點，以鋼骨架做支撐結構可建造開間、進深較大的建筑，也可建造單跨、雙跨或多跨的廠房，安裝起重量小噸位（5kN）到大噸位（600kN）重量的吊車。由于鋼結構所需載面小、自重輕，可減輕建筑物重量30%，增加空間利用率5%～7%。

（2）抗震性能好。

鋼結構具有較好的塑性和韌性，能有效降低地震災害的震損強度。據(jù)資料顯示：在地震烈度10度區(qū)，磚混、鋼筋混凝土結構建筑大部分倒塌，而鋼結構建筑未有明顯的震損。如青海玉樹4月14號發(fā)生7.1級地震，土木結構建筑100%垮塌損毀；磚混結構建筑80%倒塌，其余成為危房；鋼筋混凝土結構建筑20%垮塌。由此表明，鋼結構抗震性能好,可大大減少建筑震損和人員傷亡。

（3）施工工期短。

鋼結構主體部件由專業(yè)工廠加工，構件尺寸準確，便于運輸和現(xiàn)場組裝，還能使基礎施工和墻體（屋面）材料、鋼構件加工同時進行，由此加快了建造速度，縮短了建造工期。如建造一般規(guī)模較小的鋼結構廠房僅需45天～2個月，而采用鋼筋混凝土結構則需8個月～12個月。

（4）節(jié)約能源與資源。

我國是世界上新建建筑量最大的國家，年消耗全球40%的水泥用于建筑，粘土磚產(chǎn)量5000億塊，年毀土7.321億m3，年消耗標準煤占全國煤產(chǎn)量5%左右。選用鋼結構不僅比混凝土結構節(jié)能60%以上，還能節(jié)約土地資源，減少能源消耗和二氧化碳對環(huán)境的污染。

（5）減少建筑材料用量。

鋼結構截面小，與同等框架結構用鋼量相當，省去了框架、梁柱、墻體和屋頂系統(tǒng)混凝土（磚材）等材料的用量。其比混凝土結構用量減少50%～35%左右，既可減輕基礎荷載，又可減少混凝土（粘磚）等材料的用量。

（6）減少建造投資及拆除費用。

鋼結構具有投資少、造價低的優(yōu)勢，與建造3600m2單層廠房磚混、鋼筋混凝土結構造價（未包括材料浮動價等）相比較，建造跨度、面積越大，鋼結構的造價費用就越低。據(jù)造價定額測算：一般鋼結構造價485元/m2，鋼筋混凝土造價則為700元/m2。

由于拆除投入人工、運輸、機械和建筑垃圾量不同，拆除費用就不同，從拆除同一面積（不同結構）的舊建筑物支出費用類比，拆除鋼結構費用少。以拆除1000m2單層廠房計算，拆除磚混結構費用約5萬～6萬元；拆除鋼筋混凝土結構費用約9萬～10萬元；鋼結構費用約0.9萬～1.2萬元。

（7）有利于生態(tài)環(huán)境保護。

據(jù)資料顯示，由于全國許多建筑結構技術滯后，施工質量低，建筑物平均使用年限僅為25年～30年，年拆毀舊建筑物占建筑量的40%。拆毀每萬平方米舊建筑產(chǎn)生7000t～12000t建筑垃圾，其中對拆毀磚混、鋼筋混凝土結構舊建筑98%材料無法回收再生，形成大量的建筑垃圾，既無法焚化處理，又破壞生態(tài)環(huán)境。而拆毀鋼結構舊建筑95%的材料可回收再生，部分鋼構件還可再二次利用，形成建筑垃圾量極少，有利于生態(tài)環(huán)境保護和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

4 水工房建結構選用

陜西省大中型水利工程配套的80%房建設施都分布在交通不便、施工條件差、改造難度大的區(qū)域。在對水利工程配套的水力發(fā)電機房、抽水泵房、啟閉閘房等房建設施的改造、改建、新建中，應結合房建設施破損狀況和建筑設施分散特點，以及交通不便、施工難度大的實際，堅持提高工效、降低投資、優(yōu)化改造、確保質量的原則，對設計使用年限即將到期（超期運行）、功能明顯減退的水利工程配套房建設施實施改造、維修、加固。對設計運行年限較短、運行功能正常水工程配套的房建設施需拆除改建的選擇鋼結構予以重建。對新建的水利工程配套房建設施，尤其是對新建水力發(fā)電機房、大中型和大中型抽水泵房、啟閉閘房，需優(yōu)化選用鋼結構，以提升各類房建設施改造（建造）質量、延長使用年限、確保水工程正常運行。

5 結語

水利工程房建設施是水利工程正常運行的基礎。在陜西省水利行業(yè)實施項目帶動戰(zhàn)略中，應堅持“近遠適宜、結構擇新、生態(tài)環(huán)保、抗震安全、確保運行”的原則。對改造、拆舊建新的水利工程配套房建設施，在選用房建設施結構類型時，既要考慮使用年限，又要考慮抗震安全；既要考慮新建房設建筑物一次綜合投資費用，又要考慮拆除投入費用，還應考慮節(jié)約資源和生態(tài)環(huán)境諸多因素。與此同時，還應進一步研討鋼結構在其他水工建筑改造、更新中的應用，以提高施工效率，確保工程質量，保障水利工程安全運行。陜西水利