承重结构形式对钢结构住宅造价的影响分析

王雅云

（福建信息职业技术学院，福建福州 350003）

随着建筑材料和技术的不断发展，钢结构住宅在我国得到了长足的发展。但一直以来，钢结构住宅建筑的经济性能一直是业界最为关注的一个问题，如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，在一定程度上制约了建筑钢结构在住宅产业内的推广应用。工程设计对于钢结构住宅的造价影响占有重要地位，而合理的承重结构形式选择对于控制工程造价并提高建筑经济性能具有重要意义。

1 常用承重结构形式对钢结构工程造价的影响分析

以多层钢结构住宅设计为例，取定柱距为6m，不再考虑柱距变化对造价的影响，楼板选择压型钢板。文中选取无抗震设防、7度抗震设防（设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，II类场地）、8度抗震设防（设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组，II类场地）三种情况，分别选取常用的国标H型钢、箱型截面、焊接组合H型钢柱和梁来进行对比和分析，计算分析不同抗震设防要求下上述不同承重结构截面形式的用钢量，以得出不同截面形式对钢结构住宅建筑造价的影响。

按照《建筑结构荷载规范》（GB 50009），取民用建筑楼面均布活荷载标准值2.0kN/m2，屋面均布活荷载取0.7kN/m2，建筑物长54m，宽18m（柱中心轴线距离），层高3.0m，共4层，不设支撑，钢梁柱均为Q235钢材，计算时活荷载不折减，有填充墙但其对结构自振周期的影响忽略不计，考虑抗震时抗震等级为三级，进行钢结构构件计算优选截面时应力比下限和上限统一设为0.6，0.9。结构分析模型如图1，工况分析选择见表1。

图1 结构分析模型

表1 钢结构多层住宅分析参数

2 计算结果及分析

采用钢结构设计分析软件进行结构分析和详细的加工图设计、用钢量的统计，完全按照达到加工制作和现场施工的要求来统计工程总用钢量。为统计数据具有充分的可比性，本文将钢结构住宅结构模型中的次梁与楼板等效换算为楼面均布活荷载沿双向施加到两个方向的钢结构主梁上，故只统计了钢框架柱和主梁的用钢量，以获得具有可比性的结果。

（1）选定柱截面，分析不同梁截面对房屋造价的影响

选定柱截面的情况下，选取不同的梁截面对多层框架钢结构住宅的造价会产生不同的影响。对于常用的国标H型钢、焊接组合H型钢、箱型截面三种梁截面形式，房屋造价逐渐增加，其中选用国标H型钢梁造价最低，而选用箱型截面梁房屋造价最高，见表2。

表2 不同梁截面形式用钢量比较（与国标H型钢梁比较）

（2）选定梁截面，分析不同柱截面对房屋造价的影响(图2）

图2 选定焊接组合H型钢截面梁时不同柱截面形式对房屋造价的影响

选定梁截面的情况下，选取不同的柱截面对多层框架钢结构住宅的造价会产生不同的影响。对于常用的国标H型钢、焊接组合H型钢、箱型截面三种柱截面形式，房屋造价逐渐增加，其中选用国标H型钢柱造价最低，而选用箱型截面柱房屋造价最高，见表3。

表3 不同柱截面形式用钢量比较（与国标H型钢柱比较）

（3）梁、柱截面不定的情况，分析不同梁、柱截面对房屋造价的影响（图3）

图3 不同梁柱截面形式组合对房屋造价的影响

通过对上述图表的分析，不同的梁、柱截面组合中，比较经济的是国标H型钢柱搭配国标H型钢梁（表4）。

表4 不同截面形式组合用钢量比较（与国标H型钢梁-国标H型柱比较）

3 结论

对于多层钢结构住宅设计，在经济柱距布置下，承重结构形式的选择对钢结构工程造价的影响比较大，经济的承重结构形式建议取国标H型钢柱搭配国标H型钢梁。

[1]陈绍藩.钢结构设计原理[M].第三版.北京:科学出版社，2005.

[2]钢结构设计规范（GB50017-2014）[S].北京：中国计划出版社，2015.

[3]建筑结构荷载规范（GB50209-2012）[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]邹晶，刘德文，李元齐.多层钢结构住宅造价及综合经济性能分析[J].四川建筑科学研究，2010，（2）：49-53.

[5]刘晓，沈祖炎.多层钢结构住宅综合经济指标分析[J].建筑钢结构进展，2003，（S1）：60-63.