2010-10-08 17:57 來源于網絡 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
建筑鋼結構的經濟性能一直是大家最為關注的一個問題。如何控制工程造價,充分發(fā)揮鋼結構建筑技術經濟上的綜合優(yōu)勢,工程設計階段是關鍵階段。據權威資料統(tǒng)計分析,在初步設計階段,影響工程造價的可能性為75%-95%;在技術設計階段,影響工程造價的可能性為35%-75%;在施工圖設計階段,影響工程造價的可能性為5%-35%。以下就建筑結構體系等方面進行簡要分析,探討提高建筑經濟性能的可行性的方法。
在建筑結構設計中,不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對工程造價會有較大影響,像基礎類型選用、進深與開間的確定、層高與層數的確定、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。下面就主要結構部分進行舉例說明:
基礎:基礎結構的造價與工程所在地的地質條件密切相關,其工期約占整個建筑物主體工程的25%-30%,造價約占總造價的10%-20%,基礎工程的重要性顯而易見。所以設計時應重視地質勘察報告的交底工作,選擇合理的基礎型式,控制基礎的截面尺寸與埋深。這對整座住宅樓工程造價的控制起到了積極作用。
柱網布局與柱子:柱網布局是確定柱子的行距(跨度)和間距(每行柱子相鄰兩柱間的距離)的依據。一般來講,柱網尺寸在6-12m之間,柱距小則傳力路線短,上部結構節(jié)省材料,但可能基礎費用高,因而柱網布局是否合理,對工程的結構造價有很大的影響。此外,柱子截面形狀及大小的選擇也對工程造價有著直接的影響。
梁:矩形截面梁是最普通的受彎構件,在設計時常被使用,但材料利用率很低。一是因為靠近中和軸的材料應力較低;二是梁的彎矩沿梁長是變化的。由于等截面梁大部分區(qū)段應力低,材料得不到很好利用,只有在軸心受力時,材料利用率才可提高。因此,設計時可采用平面桁架代替矩形梁,平面桁架相當于掏空的梁,將梁中多余的材料掏去,這樣既經濟,自重又可減輕。它還可發(fā)展為空間網架,材料的利用率就能大幅提高。
多層民用建筑設計多采用鋼筋砼結構和磚混結構,很少采用鋼結構,鋼結構在民用房屋的應用主要還集中在高層建筑上,近年隨著經濟建設的發(fā)展,鋼結構在民用建筑上的應用越來越多,隨著鋼結構在實際工程的應用經驗和設計理論研究的日益廣泛,及鋼結構生產廠家不斷推出新的鋼結構產品,鋼結構在多層民用建筑上的應用日漸增長,例如組合樓蓋在多層民用房屋樓蓋中的應用,在不降低結構安全指標的基礎上,即可降低梁高、板厚,減輕結構自重和地震作用,又可獲得較大的建筑空間,滿足建筑使用的要求,相對鋼筋砼具有較高的經濟價值。軋制H型鋼的大量生產,樓承板的多樣化,防腐涂料及防火涂料的成熟也為多層民用房屋鋼結構的應用創(chuàng)造了廣闊的空間,多層鋼結構相對鋼筋砼結構有如下特點:
質量易控制:鋼結構構件工廠加工,節(jié)點螺栓連接,生產自動化程度高,精度有保證,干作業(yè),質量易于控制,鋼筋砼結構現場澆注,濕作業(yè),質量與技工水平有很大關系。
施工工期短:鋼結構工廠化生產,現場安裝,工序簡單,工作面大,施工速度快,鋼筋砼結構要鋼筋綁扎、支模、澆注、震搗、養(yǎng)護多道工序,耗費人力物力,施工周期長。
充分利用建筑空間:鋼結構相對鋼筋砼結構梁柱截面小,可以降低層高,增大有效使用面積,結構布置靈活,容易獲得大空間,能夠懸挑較大跨度。
基礎工程量減少地震作用弱:鋼結構結構自重輕,柔性好,抗震有利,基礎受力減小,基礎截面降低,基礎工程量減少。
結構防腐、防火、建筑隔聲、需做處理。
鋼結構體系在降低造價方面也有特別之處,不同的結構體系和平、立面布置對工程造價的影響較明顯。在設計階段只有根據建筑物的使用功能要求,確定合理的平、立面布置和結構體系,才能有效控制工程造價,做到經濟適用。列舉如下:
根據有關資料測算分析,對于多層建筑,不同層數對土建工程造價的影響為10%-25%;不同層高對土建工程造價的影響為1.5%-12%。
門式剛架輕鋼結構廠房設計,同樣存在經濟跨度和剛架最優(yōu)間距。在工藝要求允許的情況下,盡量選擇小跨度的門式剛架較為經濟。一般情況下,門式剛架的最優(yōu)間距為6m-9m,當設有大噸位吊車時,經濟柱距一般為7m-9m,不宜超過9m,超過9m時,屋面檁條、吊車梁與墻架體系的用鋼量也會相應增加,造價并不經濟。
在多、高層鋼結構中,樓板結構體系的工程量占有較大比重,對結構的工作性能、造價都有重要影響。在確定樓板結構方案時,主要考慮要保證樓板有足夠的平面整體剛度,能減輕結構的自重及減小結構層的高度,有利于現場安裝方便及快速施工,還要有較好的防火、隔音性能,并便于管線的敷設。常用樓板做法有:壓型鋼板組合樓板、預制樓板、疊合樓板和普通現澆鋼筋混凝土樓板等。目前最常用的做法為壓型鋼板組合樓板和普通現澆鋼筋混凝土板。當采用這兩種做法時,考慮現澆板與鋼梁組合成為共同受力的組合梁,能有效降低鋼梁高度,較多地節(jié)約鋼材。
在高層鋼結構中,框架柱采用圓形鋼管混凝土柱,梁、板采用鋼-砼組合結構,總用鋼量比普通鋼結構用鋼量有大幅度減小,能有效降低工程造價。
鋼結構建筑所具有的優(yōu)點決定其必將具有強大的生命力。鋼結構體系,制造工場化,施工干作業(yè),工期短,工業(yè)化程度高,無污染,無建筑垃圾,符合建筑市場發(fā)展趨勢?梢婋S著鋼結構的進一步發(fā)展,鋼結構體系值得在多層民用建筑中推廣使用。
參考文獻:
[1]康珍珍,高層建筑結構體系分析及結構選型模糊決策研究[D]遼寧工程技術大學,2006.
[2]李英攀,我國鋼結構住宅建筑及其產業(yè)化研究[D]武漢理工大學,2003.
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