一、 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。
二、 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。