钢框架结构与混凝土结构优缺点比较
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钢框架结构与混凝土结构优缺点比较
钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保、空间大等优点。建设部称之为可重复利用型和环保型绿色建筑。在沙、石资源日益紧张的今天,钢结构的优势越发明显。
一、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的优点:
1、钢框架结构是采用钢砼柱+钢梁结构。由于钢结构强度明显高于混凝土强度,大大减小了框架柱和梁的截面,使混凝土和钢筋用量大大减少,最主要的是大大减少了结构的主体重量,根据粗略计算主体重量(柱和梁)能降低约30%,这样就大大减轻了对地基的压力,基础施工开挖取土量减少,对土地资源破坏小且可大幅降低基础造价(在超高层建筑中,基础造价可达整个建筑造价的三分之一)。
2、钢砼柱提高了框架柱的承载能力,减薄了柱的钢板厚度,同时又提高了柱的刚度和相应的结构侧向刚度,并且有利于提高柱的防火能力。
3、钢结构强度明显高于混凝土,更容易获得大空间,提高室内空间的使用率,以前的建筑空间稍大的室内就有断面很大的混凝土柱子,影响美观和使用。钢结构比钢砼结构主构件截面面积更小(本工程初步框算下来柱截面小1/6,梁高小150~200),使得业主在同等情况下可以获取更大的使用面积;一般可将使用面积扩大5%-10%。
4、钢结构施工速度快,综合考虑制造周期、安装周期、材料费、
管理费等因素,造价在工期长的项目上具有经济优势。
5、由于钢结构件是工厂规模化生产,加工精度高,有利于现场施工精度控制,它的误差控制是以“毫米”来控制的;而混凝土施工精度是以“厘米”来控制的。
6、钢结构可干式施工,节约用水,施工占地少,产生的噪音小、粉尘少,且建筑外形容易满足多样化要求,利于外墙装修。
7、使用钢结构可大量减少混凝土的使用和砖瓦的使用,有利于环境保护也是当前建筑的发展趋势。
8、建筑使用寿命到期后,钢结构拆除产生的固体垃圾少,废钢资源回收价格高。从目前来看,钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一,所以被称为绿色建筑,也是当年国家重点扶持和发展的对象。
9、使用钢框架结构方便楼面采用钢筋桁架楼承板与混凝土的组合楼板,楼板采用钢筋桁架自承式楼板,选择合适型号的自承式楼板,跨度在3m内浇注楼板无需进行支撑,这样就大大减少了浇注楼板使用的脚手架、模板用量和人工费用,大量减少了施工的措施费用,从而降低了工程成本,加快了施工速度,根据工程统计能节约脚手架和模板大约40%-50%。
二、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的缺点:从现有钢结构的建筑来看,缺点主要还是钢结构的防腐和防火两方面,
1、钢结构在发生大火时耐火性能较差,需要涂刷防火涂料或者用混凝土包裹。
2、在生产和施工过程中需要注意除锈和防锈处理。
3、变形较混凝土框架结构大,但是在多层结构中几乎不明显。
4、钢结构如外露则会发生特有的冷桥问题,需要通过设计解决。
5、在超高层中经济性比较明显,但在多层常规结构中常常造价偏高一些。钢框架结构与钢筋混凝土结构每平米造价对比表1-1 对比项目结构类型钢筋混凝土(kg/㎡) 混凝土(kg/㎡) 钢结构(kg/㎡) 钢筋混凝土造价(元)混凝土造价(元)钢结构造价(元/㎡)造价合计(元/㎡)钢框架结构54 68 120 680 800 钢筋混凝土结构950 650 650 说明:1、表1-1中的价格基于同一标准计算,即混凝土按350元/m3计算(含施工费)、钢筋混凝土按650元/T计算(含施工费)。
2、上表中钢框架结构材料用量的数据来源我厂多年施工统计经验数据,主要取决于材料价格。根据上述的钢框架结构体系的优缺点,我们认为采用砼核心筒—钢框架结构体系,钢管混凝土柱加钢梁,楼面板为组合楼板为宜。它使本建筑整体重量减轻约30%,使用面积增加5%-10%,施工速度大大提高,明显缩短工期,节约施工措施费用,虽然钢结构造价略高于钢筋混凝结构,但是总体成本费用还是低于钢筋混凝土结构,其社会效益意义重大,被称为绿色环保建筑,也是当前国家重点扶持和发展的领域。中天建设集团浙江钢构有限公司2010-5-12