一、材料選用
原設計采用灰砂磚作墻體材料，雖然也是新型墻體材料，但其容重與紅磚一樣，達不到減輕建筑自重的目的。在做了大量的調查及對比，且考慮了諸如砌筑性能、隔音、隔熱性能和施工難度后，決定選擇四個方案進行對比計算如下：
1. 內外墻均采用紅磚——僅作對比參考用;
2. 內外墻均采用灰砂磚;
3. 內外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊。
4. 外墻采用蒸壓加氣混凝土、內墻采用GRC墻板。
選擇這四個方案進行對比計算，具體因為：
1. 在未規(guī)定不準使用紅磚以前，由于紅磚具有性能穩(wěn)定、干縮率低、施工方便而受到廣泛使用，開發(fā)商、設計單位、施工單位、監(jiān)理單位及政府有關部門對其造價較為熟悉，故以紅磚作參照，對比分析各種新墻體材料使用的經濟情況;
2. 灰砂磚的大小及砌筑工藝基本與紅磚一致，在目前政府規(guī)定不準用紅磚的情況下，許多工程項目改用灰砂磚;
3. 采用輕質材料作為非承重圍護墻是政府大力推廣且較有發(fā)展前途的事情，蒸壓加氣混凝土、陶?；炷疗鰤K是目前市場較多的可以用在內外墻的新型輕質墻體材料，兩種材料干容重、市場價格基本一致，采用一種砌塊即具有兩種代表性;
4.GRC板是更加輕質高強的混凝土板材，由于其是工廠化生產、現(xiàn)場拼裝，減輕了現(xiàn)場的作業(yè)量，墻厚度較小，不需抹灰即可達到規(guī)范要求的垂直度和平整度，且可增加純使用面積。
各種材料的規(guī)格及物理性能詳見附表1。
性能
材料
名稱
產品規(guī)格
物理性能
模量(mm)
容重kg/m3
隔音
性能 (dB)
導熱
系數(shù) (w/mk)
吸水率%
干縮率mm/m
抗壓強度Mpa
抗折強度 Mpa
GRC墻板
90×610×2440
600
40
0.39
8.5
0.62
4.85
5.8
加氣砼砌塊
190×190×390
﹤900
38
0.43
40
0.52
﹥5.0
120×190×390
﹤900
42
灰砂磚
53×115×240
﹤1900
48
0.80
15
0.04
﹥10
二、荷載取值上的對比
與原設計相比，本次計算在荷載取值上除了對梁上線荷載(即墻荷載)作了對應的修改外，其余荷載(包括板荷、墻荷、柱荷等)均保持不變。以下為總的墻體工程量及兩方案具體取值的比較：
1、工程量的計算(標準層)
外墻： 335.04m2 /層
分戶墻： 122.40m2 /層
內隔墻： 417.04m2 /層
2、四個方案荷載取值的比較(/層)
1)灰砂磚(紅磚)方案：
容重取值為19KN / m3
180厚外墻及分戶墻：(335.04﹢122.04)×0.18×19﹦1564.46KN
120厚內隔墻： 417.04×0.12×19﹦950.95KN
∑﹦1564.46﹢950.95﹦2515.41KN
2) 內外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊方案：
容重考慮吸水率等因素后取值為11 KN / m3
180厚外墻： 335.04×0.19×11﹦700.24kN
180厚分戶墻： 122.40×0.18×11﹦242.35kN
120厚內隔墻： 417.04×0.12×11﹦550.50kN
∑﹦700.24﹢242.35﹢550.5﹦1493.1kN
本方案總墻體荷載減少為(2515.41﹣1493.1) /2515.41﹦40.64%
3) 外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊、內墻采用GRC墻板：
容重考慮吸水率等因素后取值為：
蒸壓加氣混凝土砌塊：11 KN / m3
GRC墻板：6 KN / m3
180厚外墻： 335.04×0.19×11﹦700.24kN
180厚分戶墻： 122.40×0.18×11﹦242.35kN
90厚內隔墻： 417.04×0.09×6﹦225.21kN
∑﹦700.24﹢242.35﹢225.21﹦1167.8kN
本方案總墻體荷載減少為(2515.41﹣1167.8) /2515.41﹦53.57%
三、力學性能上的對比
因原設計是采用TBSA4.1進行計算的,故為達到一致的輸出形式,新方案亦以TBSA4.1計算?？紤]到兩種輕質墻體荷載較為接近，故力學性能對比時主要以內外墻均采用蒸壓加氣混凝土砌塊方案為依據。初步計算后,在所有構件截面尺寸不變的情況下,發(fā)現(xiàn)組合后的柱腳最大軸力均得到了不同程度的減少,幅度最大者達30%,從而按軸壓比0.8對柱子截面進行了修改,并把梁的截面亦作出了適當?shù)恼{整,再行計算后得出者的差異詳見表2。
項目
新墻體方案
灰砂磚方案
新墻體方案減少
總重(地面以上)
149872KN
207822KN
57950KN，減27.8%
周期 橫向
(第一振型) s縱向
1.418
1.572
1.558
1.722
總地震力 橫向
縱向
4278KN
5594KN
1316KN,減23.5%
3976KN
5252KN
1276KN,減24.5%
基底地震彎矩 橫向
KN.M 縱向
165016
216764
51748KN.m減23.8%
152306
201770
49464KN.m減24.5%
柱腳max軸力(地震)
6108KN
9193KN
3085KN,減33.6%
最大地震位移橫向縱向
1/2431(22.62mm)
1/2178(25.25mm)
10.4%
1/2127(25.85mm)
1/1935(28.43mm)
9.1%
從表看出,新方案與舊方案相比各種力學指標皆得到了不同程度的改善,且周期由原1.572s，降至1.418s，較為接近經驗值0.08N(0.08×18﹦1.44s)，更趨于合理。
四、經濟指標上的對比
為了使造價計算有準確完整的計算依據，在整體計算完成后，分別根據四個不同的方案設計了三套詳細的施工圖(因為方案1、2荷載基本一致，故施工圖僅出一套)。
(一)、造價計算內容：
1、結構部分：
1) 鋼筋混凝土樁、承臺、地梁;
2) 鋼筋混凝土柱、剪力墻、梁、板。
2、 墻體部分：內外墻(或板)，紅磚、灰砂磚墻體內面的一般抹灰，蒸壓加氣混凝土砌塊內外墻面一般抹灰及掛網，GRC墻板不抹灰。
(二)、造價計算依據
1、 砌筑用M5混合砂漿，內墻面用1：1膠質水泥砂漿拉毛、1：1：6的水泥石灰混合砂漿抹灰;
2、 蒸壓加氣混凝土砌塊外墻在與砼柱墻梁交界處掛300寬鋼網;
3、 定額套用廣州市九一定額，材料價按2000年廣州市定額站第一季度信息指導價。
(三)、造價計算結果
1、 方案一(內外墻均采用紅磚)：人民幣8259487.25元;
2、 方案二(內外墻均采用灰砂磚)：人民幣8331712.21元;
3、 方案三(內外墻采用蒸壓加氣混凝土砌塊)：人民幣8191414.39元;
4、 方案四(外墻采用蒸壓加氣混凝土、內墻采用GRC墻板)：人民幣7726812.60元。
(四)、造價計算結果綜合情況表如表3所示
方案
類型
外墻材料
內墻材料
造價
名稱
容重
KN/m3
名稱
容重
KN/m3
結構(元)
墻體(元)
總價(元)
合每M2建筑面積(元)
一
紅磚
19
紅磚
19
7043862.26
1215624.99
8259487.25
684.58
二
灰砂磚
19
灰砂磚
19
7043862.26
1287849.95
8331712.21
690.57
三
蒸壓加氣砼砌塊
9.8
蒸壓加氣砼砌塊
9.8
6624948.47
1566465.92
8191414.39
678.94
四
蒸壓加氣砼砌塊
9.8
GRC板
6
6331139.57
1395673.03
7726812.60
640.43
對比
情況
方案二比方案一：結構造價相同，墻體造價增加72224.96元合5.94%;總造價增加72224.96元合0.87%。
方案三比方案一：結構造價減少418913.79元合5.95%，墻體造價增加350840.93元合28. 86%;總造價減少68072.86元合0.82%。
方案四比方案一：結構造價減少712722.69元合10.12%，墻體造價增加180048.04元合14. 81%;總造價減少532674.65元合6.45%。
表3說明：1、紅磚、灰砂磚、蒸壓加氣混凝土砌塊外墻厚取180mm、內墻厚取120mm，GRC板取90mm厚; 2、紅磚、灰砂磚、陶?；炷疗鰤K(蒸壓加氣混凝土砌塊)墻體均考慮了抹灰，GRC板不抹灰。
五、幾點結論
(一)、對于一個18層的一般高層住宅建筑，內外墻均采用灰砂磚，結構造價與用紅磚相同，墻體造價比用紅磚增加投資約5.94%，結構及墻體合計造價增加0.87%。
(二)、對于一個18層的一般高層住宅建筑，內外墻均采用輕質砌塊(蒸壓加氣混凝土砌塊或陶粒砌塊)，可以使結構造價比用重型材料(灰砂磚或實心紅磚)造價降低約5.95%，但墻體造價比用紅磚增加投資約28.86%，結構及墻體合計造價降低0.82%。
(三)、對于一個18層的一般高層住宅建筑，外墻均采用輕質砌塊(蒸壓加氣混凝土砌塊或陶粒砌塊)、內墻采用GRC板(注：GRC板不抹灰)，可以使結構造價比用重型材料(灰砂磚或實心紅磚)造價降低約10.12%，但墻體造價比用紅磚增加投資約14.81%，結構及墻體合計造價降低6.45%。因GRC板重量小，節(jié)省較多。
(四)、分析表3結構、墻體的綜合造價可以看出：灰砂磚比紅磚總造價略高(約0.87%)。蒸壓加氣混凝土(或陶粒混凝土)砌塊作內外墻;蒸壓加氣混凝土(或陶?；炷?砌塊作外墻、GRC板作內墻，總造價比紅磚節(jié)約0.87%～6.45%。說明使用新墻體材料的造價較使用紅磚節(jié)約或相近。
(五)、由計算得知，當采用了新型墻體材料取代普通磚墻后，建筑物的重量減輕了，構件的截面減少了，地震力降低了，從而整體受力有所改善，梁、柱的內力也相應減少，因而配筋亦適當?shù)販p少了，降低了結構造價。雖然新型墻體材料的單價比磚墻提高，但綜合起來還是比較經濟的。
(六)、從每層垂直控制內力來看，新墻體方案較原方案減少總共達19000KN。按每層控制內力8200KN計算，在基礎方案不變的情況下，原來準備減少的兩～三層主樓現(xiàn)完全可以不作修改，從造價與樓價相比，不言而喻，對甲方可是一個不小的福音。
綜上所述，在高層建筑中使用新型墻體材料，無論從受力還是經濟來說，都達到了一定程度的改善，由此看來，只要認真解決施工中存在的問題，新型墻體材料的推廣使用是有生命力的。
