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商业办公等建筑中18-30米跨度楼盖方案对比
浏览:0 发布日期:2020/7/24 2:47:55

前言



 越来越多的商业办公等建筑中出现了大跨度、大开间的结构,跨度对结构造价的影响比较大,相同跨度下不同的结构形式对造价的影响也比较大,作为建设方、设计方、咨询方,相同跨度下如何选择结构方案,总是让人头大。


     笔者就近期遇到的几个案例作引,对不同结构方案做造价对比,以此抛砖引玉,希望能在分享我们的经验的同时,和同行们一起探讨更多优秀的结构方案。



较大跨度结构方案特点




1

钢骨柱+混凝土梁+混凝土楼板:

    


施工简单、造价低、后期围护成本低,但是自重大、净高小、基础造价会比较高。适用于荷载不大的混凝土屋面,跨度在18~21米左右为宜;



2

 钢骨柱+钢骨梁+混凝土楼板:



净高较大、围护成本低,但是施工复杂、造价高。适用于荷载一般的混凝土屋面,跨度在18~24米左右为宜;



3

 钢骨柱+型钢梁+组合楼板:



施工简单快捷、净高大、自重轻,基础造价略低,但是造价高、后期围护成本高。适用于荷载较大的混凝土屋面,跨度在18~24米左右为宜,玻璃顶盖时,跨度可至30米;



4

 钢骨柱+空心楼板+预应力:



施工简单快捷、净高大、造价较低,但是受力复杂、自重较大、基础造价高。适用于荷载不大的混凝土屋面,跨度在21~27米左右;



5

 钢骨柱+桁架+钢次梁+组合楼板:



施工快、自重轻、造价一般,但是净高小,后期围护成本较高。适用于荷载较大的混凝土屋面,跨度在21~27米左右;



6

 混凝土柱+网架+组合楼板:



造型美观、造价一般,但是后期围护成本较高、屋面做法非常麻烦(即便是一般的非混凝土保温屋面)。




典型网架结构楼盖实景图





1







案例选型



案例一:

受西安某建设单位委托,对其开发项目中的报告厅屋盖进行设计咨询。该报告厅开间约为28.65m*58.20m,原设计意向方案为预应力空心楼盖,板厚为1.2米,上下层实心板厚度180mm,中间为带肋空腔。



 


拟采用的楼盖形式各方案优缺点比较示意图


5.jpg


拟采用的楼盖形式各方案优造价比较示意图


通过上述分析可知

     桁架方案经济性最好,自重轻,而且楼盖刚度大,连接可靠,但是影响层高,如无法调整屋面标高,此方案不可行;我司建议,优先考虑合理调整层高及功能布置后,选用型钢桁架方案。


案例二:

受杭州某建设单位委托,对其在温州开发项目中的某商业综合体进行设计咨询。其中存在多处大跨度结构,其中一处为20米x20米,荷载取值为:附加恒荷载2.0KN/m2、使用活荷载6.0KN/m2,楼板及构件自重由程序自动计算。


不同布置方案对造价影响较大,设计需体现合理经济的原则,为比较其经济性,我司设计了四种楼盖布置方案进行对比:



A:外圈混凝土框架梁+双向多道混凝土次梁+混凝土楼板


B:外圈混凝土框架梁+单向多道混凝土次梁+混凝土楼板


C:外圈混凝土框架梁+双向多道混凝土次梁+压型钢板+混凝土楼板


D:外圈混凝土框架梁+单向多道混凝土次梁+压型钢板+混凝土楼板


E:外圈混凝土框架梁+双层平板网架+支托+混凝土楼板


各方案经济性上各有优劣,在综合考虑各方面及净高,对比下图所示:


6.jpg

案优劣情况对比示意


 各方案经济性上各有优劣,对比下图所示:

7.jpg

方案经济性对比示意图


通过上述分析可知

      单向多次梁方案经济性最好,但是对净高影响最大,双向钢梁方案控制的净高最好,但是经济性较差。





2







优化干货(案例三)



 受温州某开发商委托,对其已设计完成的会所部分机型优化。原设计泳池的顶盖梁跨度有21.8米,因跨度较大,设置了钢骨梁。结构平面图及计算模型如下:


8.jpg


  考虑到钢骨梁施工麻烦,我司建议改为普通混凝土梁,降低材料成本同时方便于施工。


  改为普通混凝土梁后,配筋仍满足规范要求,但是钢筋数量会比较多,梁挠度较大,不过尚且满足规范要求。考虑到梁高度较大、配筋时钢筋数量偏多不好施工,梁的挠度也不小,我司进一步建议考虑,增设一道竖向次梁,截面改为450x1500,提升净高。如下图所示:


9.jpg


  优化方案二比原设计钢骨方案节省型钢约35.19吨,增加普通钢筋约16吨,综合造价上更节省,而且大大简化了施工难度。


  根据此思路,经我司进一步优化复核,柱内钢骨也可以取消,进一步简化施工。柱内型钢尚可减少13.14吨,增加钢筋约1.6吨。梁板柱合计节省造价约40万元,单方节省约557元,节省工期约7天。






3







分析结论





18米~21米左右的跨度,仍可采用施工简单、材料造价低、后期围护成本低的普通钢筋混凝土梁板(案例二、案例三),笔者推荐优先采用单向钢筋砼梁方案(可根据荷载要求调整梁宽和间距);


24米~30米左右的跨度,普通钢筋混凝土梁板已无法满足强度要求,普通的型钢梁又无法满足刚度要求,必须采用桁架或者预应力钢骨梁等措施,解决强度和变形的问题(案例一),我司推荐优先采用预应力钢骨梁或者桁架;


屋面荷载较大、且跨度不太大时(一般指小于24米),网架结构不适宜(案例二)。




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