标题:
钢结构的优越性及综合经济效益
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作者:
chinatager
时间:
2001-12-21 08:15
标题:
钢结构的优越性及综合经济效益
钢结构的优越性及综合经济效益 无论是结构性能、使用功能及经济效益上,钢结构都有一定优越性。 钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说比较高,钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下,高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0t/m2左右,高层建筑钢结构自重大都在1.0t/m2以下,甚至有的办公室只有0.5~0.6t/m2。结构自重轻,可以减少运输和吊装费用,基础的负载也相应减少,可以降低基础造价,特别是在地质条件较差地区,例如上海、天津等地区,其优点就更为突出。 在高烈度地震区,有设防要求的高层建筑,若自重减轻一半,相当于降低抗震设防烈度一度。以北京8°抗震设防烈度为例,中等高度建筑采用钢结构,结构自重减轻约1/3,地震作用可减少30~40%,地基上单位面积的负荷面积也可减少25%以上。 根据国外的资料,超高层建筑的技术经济指标见下表: 钢结构 钢混结构 钢筋混凝土结构
自重 1 1.22 1.72
结构面积 0.28 0.37 1
施工期 1 1.33 1.6
耗钢量 1.45 1.23 1
钢结构具有良好的延性,抗震性能好,尤其是在高烈度地震区,使用钢结构就更为有利。钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高,而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性。・ 结构占有面积(或称为结构平面密度)较小,实际上是增加了使用面积。高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土结构面积的28%。采用钢结构可以增加使用面积4%左右,这实际上是增加建筑物的使用价值,增加经济效益。例如北京的长富宫中心(26层纯框架体系,采用钢结构),钢柱的断面仅为450×450mm,层数和柱网与其类似的钢筋混凝土结构,柱断面约在900×900mm左右。如果按照增加使用面积4%来计算,对于一个5万平米的建筑来说,等于增加了2000m2左右的使用面积,其价值是相当可观的。 ・ 施工速度快。采用钢结构可为施工提供较大的空间和较为宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3~4层为一个施工段,在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等,可以实施平行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架的同时,下部可以进行内部装饰、装修工程。因此,在保证技术、供应、管理等方面的条件下,可以提前投入使用。国内部分高层建筑钢结构工程施工工期见附表。可见与钢筋混凝土结构相比,30~50层的钢结构工程可以缩短施工工期8~12个月左右。随着高层建筑钢结构的发展、应用、经验的积累,施工速度还可以加快。我国几幢高层建筑施工工期比较工程名称 层数(地上/地下) 总建筑面积(m2) 结构形式 施工周期(月)
上海瑞金大厦 29/1 36167 S 20
北京香格里拉饭店 26/2 56710 SRC 24
上海静安-希尔顿酒店 43/1 52000 S 30
北京长富宫中心 25/3 50516 S 30
北京国际饭店 27/3 97000 RC 43
北京国际大厦 29/3 47700 RC 36
(注:S-钢结构,SRC-钢骨混凝土结构,RC-钢筋混凝土结构) 钢结构的质量容易保证。钢结构构件一般都在工厂里制造、加工,精度高。在工地只安装就位,用工省,现场比较文明。减少了沙、石、水泥堆放场地,还减少了模板储运、现场构件预制及钢筋混凝土结构现浇时的湿作业,在闹市区或密集的居民区内,具有很大的优点。 钢结构建筑在使用过程中易于改造,如加固、接高、扩大楼面等内部分割,变动比较容易、灵活。一些发达国家认为:钢结构建筑是环保型建筑,可以重复利用,减少矿产资源的开采。 钢结构可以做成大跨度、大空间。开敞式的大平面办公室60年代后得到较大的发展,有的国家称之为"园林化办公室"。这种办公室要求较大尺寸的柱网布置,并且柱子断面越小越合适。采用12~15m的柱网已经很普遍。钢结构正适合于这种要求,因它可形成较宽敞的无柱空间,便于内部灵活布置。 当然,为了形成开敞空间,采取桁架梁、格构梁、吊挂结构等都是常用的有效方法。 管线布置方便。在钢结构的结构空间中,有许多孔洞与空腔,而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线,这样使管线的布置较为方便,也增加了建筑净高,而且管线的更换、修理都较方便。 尽管高层建筑钢结构具有上述的优越性,但是,也有一定的缺点。关于钢结构造价较高的问题,需全面、正确地用综合效益来分析。钢结构的防火性能比较差,必须做防火及防锈处理,增加了造价。高层建筑钢结构的造价构成见下表:项目 理论最佳构成(%) 实际平均构成(%)
防 火 16 30
防 锈 12 10
运输和安装 8 7
制造费用 28 23
钢材价值 32 27
设计费用 4 3
钢结构的造价与许多因素有关,如钢铁的生产量、加工水平、钢材品种、规格、设计技术水平、计算造价的方法等,所以要具体分析。基本建设投资=建筑工程费+设备购置安装费+动迁费+土地购置费+其它 土建工程费=上部结构费+装饰装修费+基础(地下部分) 从表中可以看出上部结构仅占土建造价的30%左右,占总投资的7~10%。据分析,采用钢结构和混凝土结构的差异只占总投资4%以下,而且目前各种杂费所占比例越来越大,例如征地费、动迁费,越繁华的地段越高;而装饰装修费和设备费在某些工程中经常超过结构费用。随着技术的发展,轻质材料的应用,设计方法的改进,钢结构的造价也会降低,比钢筋混凝土造价高的问题,也就不明显了。
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