王雅云

（福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州 350003）

隨著建筑材料和技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國得到了長足的發(fā)展。但一直以來，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的經(jīng)濟(jì)性能一直是業(yè)界最為關(guān)注的一個問題，如何控制工程造價，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的綜合優(yōu)勢，在一定程度上制約了建筑鋼結(jié)構(gòu)在住宅產(chǎn)業(yè)內(nèi)的推廣應(yīng)用。工程設(shè)計對于鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價影響占有重要地位，而合理的承重結(jié)構(gòu)形式選擇對于控制工程造價并提高建筑經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。

1 常用承重結(jié)構(gòu)形式對鋼結(jié)構(gòu)工程造價的影響分析

以多層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計為例，取定柱距為6m，不再考慮柱距變化對造價的影響，樓板選擇壓型鋼板。文中選取無抗震設(shè)防、7度抗震設(shè)防（設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，II類場地）、8度抗震設(shè)防（設(shè)計基本地震加速度值為0.20g，設(shè)計地震分組為第一組，II類場地）三種情況，分別選取常用的國標(biāo)H型鋼、箱型截面、焊接組合H型鋼柱和梁來進(jìn)行對比和分析，計算分析不同抗震設(shè)防要求下上述不同承重結(jié)構(gòu)截面形式的用鋼量，以得出不同截面形式對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑造價的影響。

按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009），取民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0kN/m2，屋面均布活荷載取0.7kN/m2，建筑物長54m，寬18m（柱中心軸線距離），層高3.0m，共4層，不設(shè)支撐，鋼梁柱均為Q235鋼材，計算時活荷載不折減，有填充墻但其對結(jié)構(gòu)自振周期的影響忽略不計，考慮抗震時抗震等級為三級，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算優(yōu)選截面時應(yīng)力比下限和上限統(tǒng)一設(shè)為0.6，0.9。結(jié)構(gòu)分析模型如圖1，工況分析選擇見表1。

圖1 結(jié)構(gòu)分析模型

表1 鋼結(jié)構(gòu)多層住宅分析參數(shù)

2 計算結(jié)果及分析

采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和詳細(xì)的加工圖設(shè)計、用鋼量的統(tǒng)計，完全按照達(dá)到加工制作和現(xiàn)場施工的要求來統(tǒng)計工程總用鋼量。為統(tǒng)計數(shù)據(jù)具有充分的可比性，本文將鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)模型中的次梁與樓板等效換算為樓面均布活荷載沿雙向施加到兩個方向的鋼結(jié)構(gòu)主梁上，故只統(tǒng)計了鋼框架柱和主梁的用鋼量，以獲得具有可比性的結(jié)果。

（1）選定柱截面，分析不同梁截面對房屋造價的影響

選定柱截面的情況下，選取不同的梁截面對多層框架鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價會產(chǎn)生不同的影響。對于常用的國標(biāo)H型鋼、焊接組合H型鋼、箱型截面三種梁截面形式，房屋造價逐漸增加，其中選用國標(biāo)H型鋼梁造價最低，而選用箱型截面梁房屋造價最高，見表2。

表2 不同梁截面形式用鋼量比較（與國標(biāo)H型鋼梁比較）

（2）選定梁截面，分析不同柱截面對房屋造價的影響(圖2）

圖2 選定焊接組合H型鋼截面梁時不同柱截面形式對房屋造價的影響

選定梁截面的情況下，選取不同的柱截面對多層框架鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價會產(chǎn)生不同的影響。對于常用的國標(biāo)H型鋼、焊接組合H型鋼、箱型截面三種柱截面形式，房屋造價逐漸增加，其中選用國標(biāo)H型鋼柱造價最低，而選用箱型截面柱房屋造價最高，見表3。

表3 不同柱截面形式用鋼量比較（與國標(biāo)H型鋼柱比較）

（3）梁、柱截面不定的情況，分析不同梁、柱截面對房屋造價的影響（圖3）

圖3 不同梁柱截面形式組合對房屋造價的影響

通過對上述圖表的分析，不同的梁、柱截面組合中，比較經(jīng)濟(jì)的是國標(biāo)H型鋼柱搭配國標(biāo)H型鋼梁（表4）。

表4 不同截面形式組合用鋼量比較（與國標(biāo)H型鋼梁-國標(biāo)H型柱比較）

3 結(jié)論

對于多層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計，在經(jīng)濟(jì)柱距布置下，承重結(jié)構(gòu)形式的選擇對鋼結(jié)構(gòu)工程造價的影響比較大，經(jīng)濟(jì)的承重結(jié)構(gòu)形式建議取國標(biāo)H型鋼柱搭配國標(biāo)H型鋼梁。

[1]陳紹藩.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].第三版.北京:科學(xué)出版社，2005.

[2]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2014）[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[3]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50209-2012）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]鄒晶，劉德文，李元齊.多層鋼結(jié)構(gòu)住宅造價及綜合經(jīng)濟(jì)性能分析[J].四川建筑科學(xué)研究，2010，（2）：49-53.

[5]劉曉，沈祖炎.多層鋼結(jié)構(gòu)住宅綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2003，（S1）：60-63.