三、 輕鋼結(jié)構(gòu)中常用樓蓋的經(jīng)濟性比較
下面結(jié)合某工程的設(shè)計,對不同形式樓蓋的經(jīng)濟性進行了比較。
(一)設(shè)計的基本條件
四川成都一家具展銷城,該工程為四層框架結(jié)構(gòu),總建筑面積為12668.8㎡,橫向柱距為4×7200mm+3×9000mm+4×7200mm??v向柱距為6×6000mm。如,一層層高為4.5m,其余層高為3.9m。所示結(jié)構(gòu)的樓面恒荷載為4.5kN/㎡,活荷載為5.0kN/㎡,屋面為屋頂花園上人屋面,恒荷載為5.0 kN/㎡,活荷載為3.5 kN/㎡,該工程位于7度抗震區(qū),三類場地,框架的抗震等級為三級。采用普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系,主梁采用焊接工形截面;柱采用焊接箱型截面??蚣艿臋M向和縱向梁柱按剛性連接設(shè)計,次梁為工字形截面單跨簡支梁;基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。
(二)設(shè)計結(jié)果
(1) 四種樓蓋用鋼量的比較(見表2)。
在方案設(shè)計階段,對四種不同的樓蓋型式進行了設(shè)計比較,以便找出一個用鋼量,綜合性能較好的設(shè)計方案。為了能定量的比較不同樓蓋的用鋼量,在用鋼量統(tǒng)計中只考慮鋼柱、鋼梁的重量,未考慮壓型鋼板,栓釘,現(xiàn)澆板鋼筋的重量。鋼梁的應(yīng)力比控制在0.7~0.9,撓度按L/400控制,鋼柱的應(yīng)力比控制在0.6~0.8,并滿足穩(wěn)定要求。
表2 用鋼量統(tǒng)計表
現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋壓型鋼板非組合樓蓋 名稱 類型 規(guī)格 重量(T) 總計(T) 用鋼量
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 518.46 40.9 kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H450X200X8X12 152.76
次梁 焊接H型鋼 H350X200X6X10 131.18
主梁2 焊接H型鋼 H550X200X8X12 86.55
現(xiàn)澆混凝土組合樓蓋壓型鋼板組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 440.75 34.7 kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H450X200X6X10 120.87
次梁 焊接H型鋼 H350X200X6X8 85.36
主梁2 焊接H型鋼 H550X200X8X12 86.55
SP預(yù)應(yīng)力空心板非組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 394.46 31.1kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H350X200X6X10 102.75
主梁2 焊接H型鋼 H750X200X8X12 47.00
主梁3 焊接H型鋼 H550X200X8X12 96.75
SP預(yù)應(yīng)力空心板組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 344.28 27.2kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H350X200X6X10 102.75
主梁2 焊接H型鋼 H650X200X8X10 30.25
主梁3 焊接H型鋼 H450X200X8X10 63.31
混凝土疊合板樓蓋 同現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋(組合) 518.46440.75 40.9kg/㎡34.7 kg/㎡
(2) 綜合性能的比較:(見表3)
表3 綜合指標類比
樓蓋類型 用鋼量kg/㎡ 施工進度 施工費用防火費用樓板開洞 防水性能 樓蓋造價元/㎡ 樓蓋造價比
壓型鋼板非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 快 小 小 不易 好 180 1.0
現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 慢 大 小 易 110 0.61
SP空心非組合樓蓋(組合) 31.1(27.2) 最快 小小 不易 不好 150 0.83
混凝土疊合非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 快 小 小 易 一般 130 0.72
注:1、樓面造價比以壓型鋼板組合樓板的樓面造價為參考基價。
2、現(xiàn)澆混凝土組合樓板厚按120mm計,考慮支模費用。
3、SP空心板和混凝土疊合板考慮了運輸和吊裝費用;SP空心板跨度按9m以內(nèi)考慮
四、 結(jié)束語
通過本工程實例對多層輕鋼體系中采用的組合樓蓋的對比和分析,我們可以得出以下一些結(jié)論:
(1) 壓型鋼板非組合樓蓋與組合樓蓋雖然在平米造價上相同,但它沒有考慮和鋼梁的組合效應(yīng),使結(jié)構(gòu)中梁的用鋼量較大,增加了造價,在工程應(yīng)用中并不多見。
(2) 壓型鋼板組合樓蓋它考慮混凝土和鋼梁的組合效應(yīng),可顯著提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度,使梁的撓度減少了1/3,用鋼量減少了15%,綜合效益好,在工程應(yīng)用中較為廣泛。
(3) 現(xiàn)澆混凝土樓蓋用鋼量與壓型鋼板樓蓋相當(dāng),但它的造價卻只有壓型鋼板樓蓋造價的61%,而且施工工藝簡單,樓蓋開洞方便,適用于樓蓋開洞較多,施工工期較長的工程。
(4) SP空心板樓蓋它的跨度較大,可以省去次梁,是最省鋼的;和壓型鋼板樓蓋相比,用鋼量減少22%,造價節(jié)約17%,不需支模,施工速度快,在多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)(包括輕鋼住宅)中將有廣闊的應(yīng)用前景。
(5) 混凝土疊合板樓蓋既有現(xiàn)澆混凝土的優(yōu)勢,又有預(yù)制板快速裝配的特點,用鋼量與現(xiàn)澆板相同,造價是壓型鋼板樓蓋的72%,是多高層樓蓋的發(fā)展趨勢。
下面結(jié)合某工程的設(shè)計,對不同形式樓蓋的經(jīng)濟性進行了比較。
(一)設(shè)計的基本條件
四川成都一家具展銷城,該工程為四層框架結(jié)構(gòu),總建筑面積為12668.8㎡,橫向柱距為4×7200mm+3×9000mm+4×7200mm??v向柱距為6×6000mm。如,一層層高為4.5m,其余層高為3.9m。所示結(jié)構(gòu)的樓面恒荷載為4.5kN/㎡,活荷載為5.0kN/㎡,屋面為屋頂花園上人屋面,恒荷載為5.0 kN/㎡,活荷載為3.5 kN/㎡,該工程位于7度抗震區(qū),三類場地,框架的抗震等級為三級。采用普通鋼框架結(jié)構(gòu)體系,主梁采用焊接工形截面;柱采用焊接箱型截面??蚣艿臋M向和縱向梁柱按剛性連接設(shè)計,次梁為工字形截面單跨簡支梁;基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。
(二)設(shè)計結(jié)果
(1) 四種樓蓋用鋼量的比較(見表2)。
在方案設(shè)計階段,對四種不同的樓蓋型式進行了設(shè)計比較,以便找出一個用鋼量,綜合性能較好的設(shè)計方案。為了能定量的比較不同樓蓋的用鋼量,在用鋼量統(tǒng)計中只考慮鋼柱、鋼梁的重量,未考慮壓型鋼板,栓釘,現(xiàn)澆板鋼筋的重量。鋼梁的應(yīng)力比控制在0.7~0.9,撓度按L/400控制,鋼柱的應(yīng)力比控制在0.6~0.8,并滿足穩(wěn)定要求。
表2 用鋼量統(tǒng)計表
現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋壓型鋼板非組合樓蓋 名稱 類型 規(guī)格 重量(T) 總計(T) 用鋼量
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 518.46 40.9 kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H450X200X8X12 152.76
次梁 焊接H型鋼 H350X200X6X10 131.18
主梁2 焊接H型鋼 H550X200X8X12 86.55
現(xiàn)澆混凝土組合樓蓋壓型鋼板組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 440.75 34.7 kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H450X200X6X10 120.87
次梁 焊接H型鋼 H350X200X6X8 85.36
主梁2 焊接H型鋼 H550X200X8X12 86.55
SP預(yù)應(yīng)力空心板非組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 394.46 31.1kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H350X200X6X10 102.75
主梁2 焊接H型鋼 H750X200X8X12 47.00
主梁3 焊接H型鋼 H550X200X8X12 96.75
SP預(yù)應(yīng)力空心板組合樓蓋 柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X10X10 107.61 344.28 27.2kg/㎡
柱1 焊接箱型鋼截面 350X350X12X12 40.36
主梁1 焊接H型鋼 H350X200X6X10 102.75
主梁2 焊接H型鋼 H650X200X8X10 30.25
主梁3 焊接H型鋼 H450X200X8X10 63.31
混凝土疊合板樓蓋 同現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋(組合) 518.46440.75 40.9kg/㎡34.7 kg/㎡
(2) 綜合性能的比較:(見表3)
表3 綜合指標類比
樓蓋類型 用鋼量kg/㎡ 施工進度 施工費用防火費用樓板開洞 防水性能 樓蓋造價元/㎡ 樓蓋造價比
壓型鋼板非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 快 小 小 不易 好 180 1.0
現(xiàn)澆混凝土非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 慢 大 小 易 110 0.61
SP空心非組合樓蓋(組合) 31.1(27.2) 最快 小小 不易 不好 150 0.83
混凝土疊合非組合樓蓋(組合) 40.9(34.7) 快 小 小 易 一般 130 0.72
注:1、樓面造價比以壓型鋼板組合樓板的樓面造價為參考基價。
2、現(xiàn)澆混凝土組合樓板厚按120mm計,考慮支模費用。
3、SP空心板和混凝土疊合板考慮了運輸和吊裝費用;SP空心板跨度按9m以內(nèi)考慮
四、 結(jié)束語
通過本工程實例對多層輕鋼體系中采用的組合樓蓋的對比和分析,我們可以得出以下一些結(jié)論:
(1) 壓型鋼板非組合樓蓋與組合樓蓋雖然在平米造價上相同,但它沒有考慮和鋼梁的組合效應(yīng),使結(jié)構(gòu)中梁的用鋼量較大,增加了造價,在工程應(yīng)用中并不多見。
(2) 壓型鋼板組合樓蓋它考慮混凝土和鋼梁的組合效應(yīng),可顯著提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度,使梁的撓度減少了1/3,用鋼量減少了15%,綜合效益好,在工程應(yīng)用中較為廣泛。
(3) 現(xiàn)澆混凝土樓蓋用鋼量與壓型鋼板樓蓋相當(dāng),但它的造價卻只有壓型鋼板樓蓋造價的61%,而且施工工藝簡單,樓蓋開洞方便,適用于樓蓋開洞較多,施工工期較長的工程。
(4) SP空心板樓蓋它的跨度較大,可以省去次梁,是最省鋼的;和壓型鋼板樓蓋相比,用鋼量減少22%,造價節(jié)約17%,不需支模,施工速度快,在多層輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)(包括輕鋼住宅)中將有廣闊的應(yīng)用前景。
(5) 混凝土疊合板樓蓋既有現(xiàn)澆混凝土的優(yōu)勢,又有預(yù)制板快速裝配的特點,用鋼量與現(xiàn)澆板相同,造價是壓型鋼板樓蓋的72%,是多高層樓蓋的發(fā)展趨勢。