交错桁架体系应用于学生公寓的技术经济性

交错桁架体系应用于学生公寓的技术经济性分析摘要:本文结合某小高层学生公寓分别对交错桁架结构、钢框架结构和钢筋混凝土框架结构方案的技术经济性进行对比分析，探讨出交错桁架结构体系是一种灵活的大空间建筑体系和受力性能优良的新型结构体系,综合经济效益显著,发展这种结构体系符合我国建筑业的发展方向。关键词:交错桁架结构钢框架结构钢筋混凝土结构学生公寓技术经济性分析一、工程概况某市一学生公寓，底层室内外高差为0.30m,层高3.70m,标准层高为3.40m,共11层。建筑物纵向始终轴线间距为(3600X8)mm=28800mm，横向始终轴间距为(5400+1800+5400)mm=12600mm。基本风压0.40KN/㎡,基本雪压0.45KN/㎡，抗震设防烈度7度。设计使用年限50年。建筑物场地类别为Ⅱ类。标准层的建筑平面图如下:图1标准层建筑平面布置图二、结构选型交错桁架结构：主要由柱子、楼板和平面钢桁架组成。柱子布置在房屋的周围，不设中间柱。桁架的高度与层高相同，长度与房屋宽度相同，桁架两端支撑在外围柱上，在建筑物横向的每条柱轴线上，隔一层设置一榀，在相邻轴线上则是交替布置。相邻桁架间，楼板一端支承在下层平面桁架的上弦，另一端设置在相邻桁架的下弦。共10根柱子。钢框架结构：主要由钢框架梁、钢框架柱和钢筋混凝土现浇楼板组成。在轴线上布置规则柱网，柱子上布置纵横向的框架梁。共20根柱子。钢筋混凝土框架结构：主要由钢筋混凝土框架梁、钢筋混凝土框架柱和现浇钢筋混凝土楼板组成。在轴线上布置规则柱网，柱子上布置纵横向的框架梁。共20根柱子。三、结构计算本工程使用STS钢结构模块对交错桁架和钢框架进行结构建模和荷载输入，SATWE空间有限元分析模块对结构整体进行计算分析。其中交错桁架的上下弦杆为连续压弯杆件，弦杆与柱子的连接为铰接，斜腹杆和竖腹杆两端皆为铰接。钢框架结构的纵向、横向框架梁与柱的连接采用刚性连接。交错桁架结构和钢框架结构的钢材皆为Q345。三种结构墙体材料，外墙为混凝土空心砌块，容重=11.80KN/㎡；内隔墙为轻质GRC空心隔墙板，容重=0.17KN/㎡。铝合金门窗，容重=0.45KN/㎡，楼板为100mm厚，C30混凝土。三种结构的主要构件截面尺寸,单位为mm。交错桁架结构：柱子H500X480X18X24，弦杆为方钢管300X300X12，腹杆为方钢管250X250X10。钢框架结构：下柱H500X500X18X24，上柱400X400X13X21，框架主梁H500X200X10X16。钢筋混凝土结构：下柱550X550，上柱500X500，主梁250X600。三种结构在技术和经济性两方面的指标比较如下：表1侧向位移重荷恶瑞载可筝类苍镇别悲结燕轧构聪握形喉尖式秆编顶已跑点狐盟位事仆移浆(寺mm)展最详坟大摄吩层浑婆间伯蝇位通犯移砌趴角挣水平地震方作用丑X版裕向眨交错桁架夏结构漏22.7话1/11挎48磨钢框架结月构邻35.6残1/75唉3龙钢筋混凝膊土结构湾27.6扰1/91件8朋Y轿熟向奥交错桁架哪结构锤19.8挤4医1/13斗90壳钢框架结爽构惧24.8某1/11佳12较钢筋混凝晋土结构信31.4保0进1/87范9墙风荷载作穿用氏X反水向浴交错桁架梯结构序10.6浸0色1/24钻32以钢框架结也构悬12.7戒0丑1/21柳06姥钢筋混凝典土结构蛇10.0秤3雀1/24衬94译Y孙粒向惩交错桁架铁结构龄15.0无4捆1/19练20橡钢框架结侵构计18.8冤0矿1/15垒36老钢筋混凝贯土结构却21.2紫0脂1/12搅81表2底层横向框架梁的最大挠度和相对挠度浑结执淋构华勒形驰阀式迈交错桁架售钢框架结趟构扬钢筋混凝俭土结构惕弹性挠嫂度补(形mm)丘5.10温6.49皱4.77泻相对挠度哨1/24冰70必1/83饺2烟1/11恨32表3（除基础外）结构主材用量及造价表畜结哈街构细蝇形笨滤式抓钢材量（石吨）铃混凝土（燥吨）拿钢材量（宋元茅/滥吨北）垫絮混凝土（客元荒/棋吨）重合计（万位元）止交错桁架掀结构套348.蝶80荒1149岭.60弊5800萝360射243.恶69壳钢框架结乎构攻397.舒70饼958滔5800子360页265.咽15蒜钢筋混凝业土结构旁247.尘48毫2985随.52东5000签360毫231.默22麻交错桁拢架原187湾80.4炒薪旨艘邮扬钢框贴架花197术59.1芝姜就疮宁摧钢筋混凝乞土框闻架窄230饱91.菊图祥2滑堪地震作用胶下淋X壳向最大楼蒙层倾覆弯挨矩曲线轧交错桁得架赛192倾98.4痰堤拿虏积劣钢框袄架押199毁76.1守猫仗增乒盼板钢筋混凝个土框族架控226容33.1励朋跑艳图欣3要萌地震作用劝下傻Y岸向最大楼基层倾覆弯吃矩曲缩线貌辅四、结果翁分析依由丽表乒1鸽可得，在渴满足规范裤限值的情阿况下，交探错桁架结舰构体系的嗽顶点位移氧最杠小氧,港其侧向刚培度最好。电由撑图蓄2导和伙图且3扔可得，交籍错桁架结边构与钢框却架结构和奔钢筋混凝糖土结构相蜜比，交错孤桁架结构促体系在抗调倾覆方面妈有优势。根由背表抱2狗看出，在甲竖向荷载容作用下，德交错桁架偏结构的相平对挠度小搂于钢框架巧结构和钢邪筋混凝土床结构的。再可见，交旦错桁架结责构体系的体桁架竖向隔刚度高于朽框架梁，禁交错桁架渔的竖向受胡力性能较筒好。信交错桁架勉体系的结死构性能与病钢框架支望撑体系或暖钢筋混凝液土框架剪破力墙体系昆的相同，蓝但其在建适筑布置上悬没有任何蠢剪力墙，笨柱子仅布头置在房屋送外侧，可撇提供开间械为两倍柱籍距进深为此房屋宽度伪的无柱大福空间。由康于柱子数林量少且截抹面小，减建少了柱子胸所占的面设积，建筑客面积有效碗利用率大垄大提高。良表挡3葬提供了三牙种结构体抽系的上部卷结构在材歼料用量和颗造价方面烧的数据。迟钢框架结黄构和钢筋膨混凝土框络架结构都坟需采用较聋大的梁柱椒截面来满园足构件受锅力和侧向杆位移，使跑材料用量怎大大提高敬。在同种御情况下，旷交错桁架淘结构体系邮的承重骨膝架用钢量曲比钢框架友结构省，戴且随着房蹲屋高度的板增加更能杰体现出来废。交错桁玻架结构体盟系的基础透形式与钢稼框架结构努和钢筋混爬凝土框架寿结构的相炎同，为柱报下独立基阵础。交错球桁架的柱排子以轴力谜为主且数拼量少，基飘础材料用狠量少，基钢础费用相辞对较低。洁考虑上部伍结构和基个础的综合猫造价，对抹交错桁架饰、钢框架镰和钢筋混拿凝土框架葵结构，根垫据山东省拌概预算定歇额做了工顺程概算，刮三者的造宵价比拢为被1:1涝.15:初1.2毫5菌，交错桁骑架体系最踪经济。赚交错桁架秃结构体系化构件数量方少，施工望周期短，酱现场安装尾节点数少断，安装速歌度快，现见场焊接量雕少，基础置处理比较贱容易。除质基础施工鸦外移,管统构件的工嫌厂化生礼产枝,营料各部件运咐抵现场组游装攻,多曾大大缩短符建造周期侮和资金占吸用时间。油混凝土施摘工工期长挣且工序依多驼,熄胞结构自重哗大等缺销点哈,盾愈使其在综那合效益方惩面较为逊敌色。五、结语音通过本工闹程三种结讨构方案的纲对比分析轧表明：交处错桁架结压构体系无博论在建筑鱼上还是在拣结构上，植都明显优虹于钢框架辛结构体系洁和钢筋混器凝土框架恶结构体系辽，是一种始受力性能少优良的结稻构体系，蠢且便于工熟厂化生产坊，大大缩晋短建造周酷期。因此漠，应加强佩这一经济合、适用、导高效的新诱型结构体树系的研究期与推广占。谷趣环循财曾川欢参考文献贞(1炒)器《高层民吴用建筑钢舞结构技术忧规程》街（盼JGJ9惩9-9攀8锻）捆199假8卸，（庭第汇5.5.沿1永条）脾(2)冻水魏明钟《陕钢结构乒》贞200镰2晒，（霞第学33枕5歼页）巩(3微)谣《全国民包用建筑工促程设计技驳术措涌施泛-贼结构卷》幕200射3璃，（膀第孩21微1拾—循21映4铅页）苗(4的)尼《建筑抗毯震设计规巩范》讨（劝GB50碎011-杀2001弱）萝(5水)屡《建筑结魔构荷载规嚼范》技（伞GB50烤009-洲2001社）心(6部)掉《高层建察筑混凝土戚结构技术智规程》熄（彼JG