01.选择适宜的构造方案;02.充分发挥材料的潜力;03.采取预应力技能;04.考虑钢与混凝土共同事情;05.简化布局设计。

若何从设计及构造高低降钢结构建筑的造价

01选择适宜的构造方案

1、受力合理的构造方案是实现经济合理的主要手段。
空间构造体系一样平常比平面体系更能有效地利用材料。
以屋盖构造为例,平面屋架须要由纵向构件和斜撑连成整体。
这些次要构件或是不参与承重,或是只承受不大的风力和支撑力,截面常常得不到充分利用。
作为空间构造的网架,其纵、横构件和斜杆都参与承重体系受力,钢材的利用效率更为充分。
同时,知足刚度哀求的网架高度也比单向传力的平面桁架低,从而可以减少建筑物的墙体和采暖空间。

2、在确定构造型式之后,构件支配还有很大灵巧的选择余地。
材料的集中利用有可能得到节约效果。
高大的厂房框架柱距宜放大一些,不仅吊装时构件数目少,耗钢量还有可能降落。
处在懦弱地基上的厂房采取18m或24m为基本柱距,而不是6m或12m。
随着柱数减少,根本工程的用度相应减少。

3、单层多跨门式框架常常把中柱做成高下两端铰接,只有两侧柱与梁刚性连接,如下图1所示。
这样,承担侧力和供应侧向刚度的任务都集中在两侧柱上。
它们的高度较小,除轴压力外还承受弯矩,截面积较大,因而长细比较小,钢材的浸染发挥得比较充分。
同理,多层房屋由梁柱组成刚架来抵抗侧力时,只需一部分梁和柱刚性连接,别的则做成铰接,既节约材料又简化构造布局,便于安装。

图1多跨门式刚架

4、材料的集中利用还表示在构件的大型化上。
下图2给出美国堪萨斯市一座体育馆紧张承重构造的简图。
这里采取了三座相距46.65m的格构式空间框架作为基本承重体系。
框架自身形成几何不变体系,不须要支撑来扶持。
在框架间悬挂纵向桁架、檩条和屋面。
框架属于外露构造,不占用建筑物的空间。

图2空间框架体系

5、材料是集中还是分散为好,须要详细剖析。
多层房屋的外柱,和高大的厂房相反,排列密些可能更为适宜。
民用房屋的楼层不高,外柱密排(间距1.5~3.0m),可直接连接墙板,无需在柱间设置墙架柱或窗柱。
外柱截面深度小,还可节省建筑物的有效面积。
什么情形下采取多大柱距得当,在履历不敷时宜通过方案比较做出选择。

02充分发挥材料的潜力

1、钢材用作受拉构件,最能充分发挥它的潜力,由于拉杆的全部截面都可受力到钢材的强度设计值。
压杆的截面积由稳定性掌握,强度设计值需乘上稳定系数加以折减。
长细比越大,材料潜力利用的程度越低。
在钢构造设计中多用拉杆少用压杆,是节约材料的一个有效路子。

2、悬挂体系能充分表示这一观点。
下图3给出喷鼻香港一幢47层银行大楼的构造(地下部分未示出)。
两个巨大的主柱和每隔几层设置的桁架一起形成巨大的框架。
各层楼板都悬挂在桁架的下弦节点。
全体建筑有四福巨型框架,间距16.2m。
桁架的高度相称于一样平常层高的2倍。
构造的紧张承重体系只有为数不多的柱子。
荷载集中浸染于这些柱,它们的长细比就不会很大。

图3悬挂体系

03采取预应力技能

1、利用高强度钢拉杆或钢索对钢构件施加预拉力,使它得到和荷载效应相反的应力,从而提高它的承载能力,是减少钢材用量的有效路子。
我国在1957年和1959年先后建成25m和53m跨的预应力运煤斜桥。
下图4给出前者的简图。
预拉构件用高强度钢筋,预拉力在地面上施加。
张拉方法是用千斤顶将桁架中部顶出反挠度,用正反螺丝套筒扭紧。

图4预应力运煤栈桥

04考虑钢与混凝土共同事情

1、把钢和混凝土(或钢筋混凝土)共同用于一个构件,是得到经济效益的又一方法。
目前压型钢板组合楼板已经在多层和高层建筑中比较普遍地采取。
压型钢板兼充模板和受拉钢筋双重任务,不仅简化了施工,还可减小楼板的厚度。
钢梁和所承钢筋混凝土楼板(或组合楼板)协同事情,楼板作为钢梁的受压翼缘,可以节约钢材4%~15%,降落造价约10%,梁的高度也有所降落,节省了建筑空间。

2、钢和混凝土组合柱有多种型式。
目前用得最多的是钢管混凝土柱。
它使两种材料相互支持,提高了两者的性能。
钢管有混凝土的支持,径厚比可以取得较大而不会局部失落稳。
混凝土受到钢牵制缚,受压强度大为提高。
钢管混凝土作为一个整体,具有很好的塑性和韧性,在循环荷载浸染下荷载﹣变形滞回曲线十分饱满,抗震性能很好。
和钢柱比较,钢管混凝土柱可节约钢材30%~40%。
钢管混凝土的耐火性能也优于钢柱,缘故原由是内部混凝土的热容比钢材大得多,而导热系数却低于钢材。
混凝升温滞后,不致很快损失承载力,从而延长了耐火韶光。
钢管混凝土柱所需的防火涂料仅为钢柱的一半乃至更少。

05简化布局设计

1、布局设计也有耗钢多少的问题,但更主要的是影响制作和安装用度。
钢构造工程的造价中,材料费大约只占一半旁边。
构件制作、运输和安装等用度之和和材料费相差不多。
因此降落制作和安装费的主要性不亚于节约钢材。
多跨门式刚架的中间柱和梁铰接,可以使节点连接布局大为简化。
因此,它的优点不仅在于材料利用合理,而且能使制作简便和安装迅速。

2、减少零件数量、切割事情量和焊接事情量都是降落制作本钱的有效方法。
凡能用轧制型钢之处就不用焊接截面。

3、梁柱的螺栓连接该当标准化,即对每一特定型式的连接,螺栓采取划一的排列,便于利用精制样板套钻。
构件设计应把稳减少规格。
不同标号的运送单元越少,越有利于成批生产并发挥自动化生产线的效益。
网架构造乃至可以加工成规格化的产品出售,生产批量大则本钱低。
设计职员对制作工艺十分熟习,就会做出制作用度低廉的设计。

以上便是钢构造设计中有效减小造价的方法。

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