前言
越來越多的商業(yè)辦公等建筑中出現(xiàn)了大跨度、大開間的結(jié)構(gòu)，跨度對結(jié)構(gòu)造價的影響比較大，相同跨度下不同的結(jié)構(gòu)形式對造價的影響也比較大，作為建設(shè)方、設(shè)計方、咨詢方，相同跨度下如何選擇結(jié)構(gòu)方案，總是讓人頭大。
筆者就近期遇到的幾個案例作引，對不同結(jié)構(gòu)方案做造價對比，以此拋磚引玉，希望能在分享我們的經(jīng)驗的同時，和同行們一起探討更多優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)方案。
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鋼骨柱+混凝土梁+混凝土樓板：
施工簡單、造價低、后期圍護成本低，但是自重大、凈高小、基礎(chǔ)造價會比較高。適用于荷載不大的混凝土屋面，跨度在18~21米左右為宜；
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鋼骨柱+鋼骨梁+混凝土樓板：
凈高較大、圍護成本低，但是施工復(fù)雜、造價高。適用于荷載一般的混凝土屋面，跨度在18~24米左右為宜；
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鋼骨柱+型鋼梁+組合樓板：
施工簡單快捷、凈高大、自重輕，基礎(chǔ)造價略低，但是造價高、后期圍護成本高。適用于荷載較大的混凝土屋面，跨度在18~24米左右為宜，玻璃頂蓋時，跨度可至30米；
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鋼骨柱+空心樓板+預(yù)應(yīng)力：
施工簡單快捷、凈高大、造價較低，但是受力復(fù)雜、自重較大、基礎(chǔ)造價高。適用于荷載不大的混凝土屋面，跨度在21~27米左右；
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鋼骨柱+桁架+鋼次梁+組合樓板：
施工快、自重輕、造價一般，但是凈高小，后期圍護成本較高。適用于荷載較大的混凝土屋面，跨度在21~27米左右；
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混凝土柱+網(wǎng)架+組合樓板：
造型美觀、造價一般，但是后期圍護成本較高、屋面做法非常麻煩（即便是一般的非混凝土保溫屋面）。
典型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)樓蓋實景圖
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案例選型
案例一：
受西安某建設(shè)單位委托，對其開發(fā)項目中的報告廳屋蓋進行設(shè)計咨詢。該報告廳開間約為28.65m*58.20m，原設(shè)計意向方案為預(yù)應(yīng)力空心樓蓋，板厚為1.2米，上下層實心板厚度180mm，中間為帶肋空腔。
擬采用的樓蓋形式各方案優(yōu)缺點比較示意圖
擬采用的樓蓋形式各方案優(yōu)造價比較示意圖
★通過上述分析可知：
桁架方案經(jīng)濟性最好，自重輕，而且樓蓋剛度大，連接可靠，但是影響層高，如無法調(diào)整屋面標(biāo)高，此方案不可行；我司建議，優(yōu)先考慮合理調(diào)整層高及功能布置后，選用型鋼桁架方案。
案例二：
受杭州某建設(shè)單位委托，對其在溫州開發(fā)項目中的某商業(yè)綜合體進行設(shè)計咨詢。其中存在多處大跨度結(jié)構(gòu)，其中一處為20米x20米，荷載取值為：附加恒荷載2.0KN/m2、使用活荷載6.0KN/m2，樓板及構(gòu)件自重由程序自動計算。
不同布置方案對造價影響較大，設(shè)計需體現(xiàn)合理經(jīng)濟的原則，為比較其經(jīng)濟性，我司設(shè)計了四種樓蓋布置方案進行對比：
A：外圈混凝土框架梁+雙向多道混凝土次梁+混凝土樓板
B：外圈混凝土框架梁+單向多道混凝土次梁+混凝土樓板
C：外圈混凝土框架梁+雙向多道混凝土次梁+壓型鋼板+混凝土樓板
D：外圈混凝土框架梁+單向多道混凝土次梁+壓型鋼板+混凝土樓板
E：外圈混凝土框架梁+雙層平板網(wǎng)架+支托+混凝土樓板
各方案經(jīng)濟性上各有優(yōu)劣，在綜合考慮各方面及凈高，對比下圖所示：
各方案優(yōu)劣情況對比示意
各方案經(jīng)濟性上各有優(yōu)劣，對比下圖所示：
各方案經(jīng)濟性對比示意圖
★通過上述分析可知：
單向多次梁方案經(jīng)濟性最好，但是對凈高影響最大，雙向鋼梁方案控制的凈高最好，但是經(jīng)濟性較差。
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優(yōu)化干貨（案例三）
受溫州某開發(fā)商委托，對其已設(shè)計完成的會所部分機型優(yōu)化。原設(shè)計泳池的頂蓋梁跨度有21.8米，因跨度較大，設(shè)置了鋼骨梁。結(jié)構(gòu)平面圖及計算模型如下：
考慮到鋼骨梁施工麻煩，我司建議改為普通混凝土梁，降低材料成本同時方便于施工。
改為普通混凝土梁后，配筋仍滿足規(guī)范要求，但是鋼筋數(shù)量會比較多，梁撓度較大，不過尚且滿足規(guī)范要求?？紤]到梁高度較大、配筋時鋼筋數(shù)量偏多不好施工，梁的撓度也不小，我司進一步建議考慮，增設(shè)一道豎向次梁，截面改為450x1500，提升凈高。如下圖所示：
優(yōu)化方案二比原設(shè)計鋼骨方案節(jié)省型鋼約35.19噸，增加普通鋼筋約16噸，綜合造價上更節(jié)省，而且大大簡化了施工難度。
根據(jù)此思路，經(jīng)我司進一步優(yōu)化復(fù)核，柱內(nèi)鋼骨也可以取消，進一步簡化施工。柱內(nèi)型鋼尚可減少13.14噸，增加鋼筋約1.6噸。梁板柱合計節(jié)省造價約40萬元，單方節(jié)省約557元，節(jié)省工期約7天。
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分析結(jié)論
18米~21米左右的跨度，仍可采用施工簡單、材料造價低、后期圍護成本低的普通鋼筋混凝土梁板（案例二、案例三），筆者推薦優(yōu)先采用單向鋼筋砼梁方案（可根據(jù)荷載要求調(diào)整梁寬和間距）；
24米~30米左右的跨度，普通鋼筋混凝土梁板已無法滿足強度要求，普通的型鋼梁又無法滿足剛度要求，必須采用桁架或者預(yù)應(yīng)力鋼骨梁等措施，解決強度和變形的問題（案例一），我司推薦優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力鋼骨梁或者桁架；
屋面荷載較大、且跨度不太大時（一般指小于24米），網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不適宜（案例二）。
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