多层轻钢结构楼盖设计及经济性比较（二）注册建筑师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:01:12 21:50:50
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　　三、 轻钢结构中常用楼盖的经济性比较
　　下面结合某工程的设计，对不同形式楼盖的经济性进行了比较。
　　（一）设计的基本条件
　　四川成都一家具展销城，该工程为四层框架结构，总建筑面积为12668.8㎡，横向柱距为4×7200mm 3×9000mm 4×7200mm。纵向柱距为6×6000mm。如，一层层高为4.5m，其余层高为3.9m。所示结构的楼面恒荷载为4.5kN/㎡，活荷载为5.0kN/㎡，屋面为屋顶花园上人屋面，恒荷载为5.0 kN/㎡，活荷载为3.5 kN/㎡，该工程位于7度抗震区，三类场地，框架的抗震等级为三级。采用普通钢框架结构体系，主梁采用焊接工形截面；柱采用焊接箱型截面。框架的横向和纵向梁柱按刚性连接设计，次梁为工字形截面单跨简支梁；基础采用柱下独立基础。
　　（二）设计结果
　　（1） 四种楼盖用钢量的比较。
　　在方案设计阶段，对四种不同的楼盖型式进行了设计比较，以便找出一个用钢量最优，综合性能较好的设计方案。为了能定量的比较不同楼盖的用钢量，在用钢量统计中只考虑钢柱、钢梁的重量，未考虑压型钢板，栓钉，现浇板钢筋的重量。钢梁的应力比控制在0.7~0.9，挠度按L/400控制，钢柱的应力比控制在0.6~0.8，并满足稳定要求。
　　表2 用钢量统计表
　　现浇混凝土非组合楼盖压型钢板非组合楼盖 名称 类型 规格 重量（T） 总计（T） 用钢量
　　柱1 焊接箱型钢截面 350X350X10X10 107.61 518.46 40.9 kg/㎡
　　柱1 焊接箱型钢截面 350X350X12X12 40.36
　　主梁1 焊接H型钢 H450X200X8X12 152.76
　　次梁 焊接H型钢 H350X200X6X10 131.18
　　主梁2 焊接H型钢 H550X200X8X12 86.55
　　现浇混凝土组合楼盖压型钢板组合楼盖 柱1 焊接箱型钢截面 350X350X10X10 107.61 440.75 34.7 kg/㎡
　　柱1 焊接箱型钢截面 350X350X12X12 40.36
　　主梁1 焊接H型钢 H450X200X6X10 120.87
　　次梁 焊接H型钢 H350X200X6X8 85.36
　　主梁2 焊接H型钢 H550X200X8X12 86.55
　　SP预应力空心板非组合楼盖 柱1 焊接箱型钢截面 350X350X10X10 107.61 394.46 31.1kg/㎡
　　柱1 焊接箱型钢截面 350X350X12X12 40.36
　　主梁1 焊接H型钢 H350X200X6X10 102.75
　　主梁2 焊接H型钢 H750X200X8X12 47.00
　　主梁3 焊接H型钢 H550X200X8X12 96.75
　　SP预应力空心板组合楼盖 柱1 焊接箱型钢截面 350X350X10X10 107.61 344.28 27.2kg/㎡
　　柱1 焊接箱型钢截面 350X350X12X12 40.36
　　主梁1 焊接H型钢 H350X200X6X10 102.75
　　主梁2 焊接H型钢 H650X200X8X10 30.25
　　主梁3 焊接H型钢 H450X200X8X10 63.31
　　混凝土叠合板楼盖 同现浇混凝土非组合楼盖(组合) 518.46440.75 40.9kg/㎡34.7 kg/㎡
　　（2） 综合性能的比较：（见表3）
　　表3 综合指标类比
　　楼盖类型 用钢量kg/㎡ 施工进度 施工费用防火费用楼板开洞 防水性能 楼盖造价元/㎡ 楼盖造价
　　压型钢板非组合楼盖(组合) 40.9(34.7) 快 小 小 不易 好 180 1.0
　　现浇混凝土非组合楼盖（组合） 40.9(34.7) 慢 大 小 易 最好 110 0.61
　　SP空心非组合楼盖（组合） 31.1(27.2) 最快 小小 不易 不好 150 0.83
　　混凝土叠合非组合楼盖（组合） 40.9(34.7) 快 小 小 易 一般 130 0.72
　　注：1、楼面造价比以压型钢板组合楼板的楼面造价为参考基价。
　　2、现浇混凝土组合楼板厚按120mm计，考虑支模费用。
　　3、SP空心板和混凝土叠合板考虑了运输和吊装费用；SP空心板跨度按9m以内考虑。
　　四、 结束语
　　通过本工程实例对多层轻钢体系中采用的组合楼盖的对比和分析，我们可以得出以下一些结论：
　　（1） 压型钢板非组合楼盖与组合楼盖虽然在平米造价上相同，但它没有考虑和钢梁的组合效应，使结构中梁的用钢量较大，增加了造价，在工程应用中并不多见。
　　（2） 压型钢板组合楼盖它考虑混凝土和钢梁的组合效应，可显着提高结构的强度和刚度，使梁的挠度减少了1/3，用钢量减少了15％，综合效益好，在工程应用中较为广泛。
　　（3） 现浇混凝土楼盖用钢量与压型钢板楼盖相当，但它的造价却只有压型钢板楼盖造价的61％，而且施工工艺简单，楼盖开洞方便，适用于楼盖开洞较多，施工工期较长的工程。
　　（4） SP空心板楼盖它的跨度较大，可以省去次梁，是最省钢的；和压型钢板楼盖相比，用钢量减少22％，造价节约17％，不需支模，施工速度快，在多层轻型房屋钢结构(包括轻钢住宅)中将有广阔的应用前景。
　　（5） 混凝土叠合板楼盖既有现浇混凝土的优势，又有预制板快速装配的特点，用钢量与现浇板相同，造价是压型钢板楼盖的72%，是多高层楼盖的发展趋势。
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