承重結構形式對鋼結構住宅造價的影響分析

王雅云

（福建信息職業技術學院，福建福州 350003）

隨著建筑材料和技術的不斷發展，鋼結構住宅在我國得到了長足的發展。但一直以來，鋼結構住宅建筑的經濟性能一直是業界最為關注的一個問題，如何控制工程造價，充分發揮鋼結構建筑技術經濟上的綜合優勢，在一定程度上制約了建筑鋼結構在住宅產業內的推廣應用。工程設計對于鋼結構住宅的造價影響占有重要地位，而合理的承重結構形式選擇對于控制工程造價并提高建筑經濟性能具有重要意義。

1 常用承重結構形式對鋼結構工程造價的影響分析

以多層鋼結構住宅設計為例，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。文中選取無抗震設防、7度抗震設防（設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組，II類場地）、8度抗震設防（設計基本地震加速度值為0.20g，設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H型鋼、箱型截面、焊接組合H型鋼柱和梁來進行對比和分析，計算分析不同抗震設防要求下上述不同承重結構截面形式的用鋼量，以得出不同截面形式對鋼結構住宅建筑造價的影響。

按照《建筑結構荷載規范》（GB 50009），取民用建筑樓面均布活荷載標準值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，有填充墻但其對結構自振周期的影響忽略不計，考慮抗震時抗震等級為三級，進行鋼結構構件計算優選截面時應力比下限和上限統一設為0.6，0.9。結構分析模型如圖1，工況分析選擇見表1。

圖1 結構分析模型

表1 鋼結構多層住宅分析參數

2 計算結果及分析

采用鋼結構設計分析軟件進行結構分析和詳細的加工圖設計、用鋼量的統計，完全按照達到加工制作和現場施工的要求來統計工程總用鋼量。為統計數據具有充分的可比性，本文將鋼結構住宅結構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構主梁上，故只統計了鋼框架柱和主梁的用鋼量，以獲得具有可比性的結果。

（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構住宅的造價會產生不同的影響。對于常用的國標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構住宅的造價會產生不同的影響。對于常用的國標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，比較經濟的是國標H型鋼柱搭配國標H型鋼梁（表4）。

表4 不同截面形式組合用鋼量比較（與國標H型鋼梁-國標H型柱比較）

3 結論

對于多層鋼結構住宅設計，在經濟柱距布置下，承重結構形式的選擇對鋼結構工程造價的影響比較大，經濟的承重結構形式建議取國標H型鋼柱搭配國標H型鋼梁。

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