次梁布置方案的经济性对比

次梁布置方案的经济性对比

摘要：在结构形式、层高、荷载等基本信息相同的条件下，次梁布置方案分别为：单次梁、双次梁、十字梁，对比这三种次梁布置方案在不同的抗震等级及跨度下，钢筋和混凝土的用量，为实际工程设计的经济性，提供参考。

关键词：次梁，钢筋，混凝土，经济性

背景

近年来，房地产行业蓬勃发展，在市场的驱动下，房地产开发商对建筑结构的经济性要求越来越高，建筑成本成为重要的控制指标。这就给结构设计师提出了更高的要求，在设计过程中，不仅要满足结构的安全性、适用性、耐久性的要求，还要把成本控制列为设计的重要考量指标。本文就结构设计中，不同的次梁布置方案，对混凝土及钢筋用量进行对比，为结构方案布置的经济性提供参考意见。

一、基本参数

计算模型选为三层钢筋混凝土框架结构，层高分别为6.0m、4.5m、4.5m；楼屋面恒荷载为2.5kN/㎡，活荷载为2.0 kN/㎡；地面粗超度类别为B类，基本风压为0.45 kN/㎡；地震分组为第一组，场地类别为II类。结构设计使用年限为50年，抗震设防类别为标准设防（丙），安全等级为二级。

次梁布置方案分为以下三种：

方案一：单次梁方案，单根次梁单向布置；KL1和L1梁高相同。

方案一单次梁方案

方案二：双次梁方案，两根次梁单向布置；KL1和L1梁高相同，且小于单次梁方案的梁截面，KL2截面与单次梁方案相同。

方案二双次梁方案

方案三：十字梁方案，两根次梁双向布置；KL1和KL2截面相同，L1小于单次梁方案梁截面。

方案三十字梁方案

为对比不同条件下三种方案的混凝土和钢筋用量，分别选取地震烈度为6度（抗震等级四级）、8度（抗震等级二级），跨度8.1m、9.0m。

二、计算结果

采用PKPM软件对不同次梁布置方案进行计算，在不同抗震等级及跨度下的计算结果如表所示：

表格1 四级抗震、8.1m跨度计算结果

表格2 二级抗震、8.1m跨度计算结果

表格说明：1.表格材料用量以单次梁方案为比照对象；

2.费用以《北京市建设工程计价依据－预算定额》为依据，并综合考虑现行市场价格；

3.计算中不同抗震等级及跨度下，因为位移角的规范限值，框架柱截面大小不同，对梁板混凝土用量有微小影响。

三、结果分析

从表格中的数据不难看出如下结论：

1、抗震等级四级，跨度8.1m：双次梁方案混凝土用量略高于单次梁方案，钢筋用量基本持平，费用略高于单次梁方案；十字梁方案混凝土用量略高于单次梁方案，钢筋用量增长较多，费用高于单次梁方案。

2、抗震等级二级，跨度8.1m：双次梁方案混凝土用量略高于单次梁方案，钢筋用量略低于单次梁方案，费用略高于单次梁方案；十字梁方案混凝土用量略高于单次梁方案，钢筋用量增长较多，费用高于单次梁方案。

3、抗震等级二级，跨度9.0m：双次梁方案混凝土用量略低于单次梁方案，钢筋用量略高于单次梁方案，费用略低于单次梁方案；十字梁方案混凝土用量略低于单次梁方案，钢筋用量高于单次梁方案，费用高于单次梁方案。

从以上数据中可以看出，在跨度不大（8.1m）时，次梁的分隔不影响板厚取值

（100mm），次梁根数的增加致使混凝土用量有所增加；此时，双次梁方案钢筋用量略有减少，十字梁方案钢筋用量增加幅度较大。仅从经济性角度考虑，单次梁方案最节省，双次梁方案次之，十字梁方案费用明显增多。

当跨度增大时（9.0m），次梁的分隔会影响板厚取值，次梁根数增加，板厚变薄，故混凝土用量反而略有减少；此时，钢筋用量均略有增加，但增幅较小。仅从经济性角度考虑，双次梁方案最节省，单次梁方案次之，十字梁方案费用略有增加。

从建筑功能角度考虑，双次梁方案单向梁高（KL1和L1）减小，若配合管线合理排布，可增加建筑净高；十字梁方案双向的梁高均降低，可增加建筑净高。

实际工程中可综合考虑经济性和建筑专业对净高的要求，选取合理的次梁布置方案。

四、结语

本文通过对不同条件下，三种次梁布置方案的费用进行对比，为结构专业控制造价提供参考。设计师在实际工程设计中，可综合考虑安全性、经济性和建筑使用功能，选取合理的次梁布置方案。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范：GB 50011—2010【S】.北京：中国建筑工业出版社，2016.

[2]建筑结构荷载规范：GB 50009—2012【S】.北京：中国建筑工业出版社，2012

[3]北京市建设工程计价依据－预算定额 2012

[4]北京市建筑工程概算定额 2016

作者简介

佟雯鸽，女，1987年生人，满族，籍贯河北省秦皇岛市，硕士学位，主要从事结构设计工作。