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鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中其他結(jié)構(gòu)無可比擬的優(yōu)越性:
1、鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度相對(duì)較高,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕。一般情況下,高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0T/m2左右,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自重大都在1 T/m2以下,甚至有的辦公樓只有0.5-0.6 T/m2。結(jié)構(gòu)自重輕,可以減少運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用,基礎(chǔ)的負(fù)載相應(yīng)減少,可以降低基礎(chǔ)造價(jià),特別是在地質(zhì)條件較差地區(qū),其特點(diǎn)更為突出。
2、鋼結(jié)構(gòu)有較好的延性,抗震性能好,尤其在高烈度震區(qū),使用鋼結(jié)構(gòu)更為有利,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)延性的保證在于結(jié)構(gòu)的應(yīng)力不太高,而鋼結(jié)構(gòu)的延性在于使部分構(gòu)件進(jìn)入塑性。
在高烈度地震區(qū),有設(shè)防要求的高層建筑,若自重減輕一半,相當(dāng)于降低抗震設(shè)防度一度。以北京8°抗震防裂度為例,中等高度建筑采用鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重減少1/3,地震作用可減少30-40%,地基上單位面積的負(fù)荷也可以減少25%以上。
3、結(jié)構(gòu)占有面積(或者稱為結(jié)構(gòu)平面密度)小,實(shí)際上是增加了使用面積。鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)占有面積只是同類鋼筋混凝土建筑面積的28%。采用鋼結(jié)構(gòu)可以增加使用面積4%-8%,這實(shí)際上是增加建筑物的使用價(jià)值,增加經(jīng)濟(jì)效益。例如北京的長(zhǎng)富宮中心(26層純鋼框架體系)采用鋼結(jié)構(gòu),鋼柱的斷面僅為450*450mm,層數(shù)和柱網(wǎng)與其類似的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),柱子斷面約在900*900mm左右。如果按照增加的使用面積4%來計(jì)算,對(duì)于一個(gè)5萬平方米的建筑來講,等于增加了200平方米左右的使用面積,其價(jià)值是相當(dāng)可觀的。
4、施工速度快,采用鋼結(jié)構(gòu)可為施工提供較大的空間和較寬敞的施工作業(yè)面積。鋼結(jié)構(gòu)工程的柱子一般取3-4層為一個(gè)施工段,在現(xiàn)場(chǎng)一次吊裝,而且柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆注、組合樓蓋的施工等,可以實(shí)施平行立體交叉作業(yè)。有時(shí)間在上部安裝柱、框架的同時(shí),下部可以進(jìn)行內(nèi)部裝修,裝飾工程。因此,在保證技術(shù)、供應(yīng)、管理等方面的條件下,可以提前投入使用。國(guó)內(nèi)部分高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工工期見表2,可見與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,30-50層的鋼結(jié)構(gòu)可縮短工期8-12個(gè)月左右。隨著高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展、應(yīng)用、經(jīng)驗(yàn)和積累,施工速度還可以加快。
5、鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都是在工廠里制造、在工地只是安裝就位,加工精度高,用工省,現(xiàn)場(chǎng)比較文明。減少了砂、石、水泥堆放場(chǎng)地,還減少了模板儲(chǔ)運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件預(yù)制及鋼筋混凝土現(xiàn)澆的濕作業(yè),在鬧市區(qū)或密集的居民區(qū)內(nèi)具有很大的優(yōu)點(diǎn)。
6、鋼結(jié)構(gòu)建筑在使用過程中易于改造,如加固、接高,擴(kuò)大樓面等分割、變動(dòng)比較容易、靈活。一些發(fā)達(dá)國(guó)家認(rèn)為,鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保型建筑,可以重復(fù)利用,減少礦產(chǎn)資源的開采。
7、鋼結(jié)構(gòu)可以做成大跨度、大空間。開敞式的大平面辦公室,60年代后得到較大的發(fā)展,有的國(guó)家稱為“園林化辦公室”。這種辦公室要求較大尺寸的柱網(wǎng)布置,并且柱子斷面越小越合適。采用12-15M的柱網(wǎng)已經(jīng)很普遍。鋼結(jié)構(gòu)正適合這種要求,因他可以形成較寬敞的無柱空間,便于內(nèi)部靈活布置。
8、管線布置方便。在鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)空間中,有許多孔洞和空腔,而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線,這樣使管線的布置較為方便,也增加了建筑的凈高,而且管線的更換、修理都為方便。
9、由于鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)越性,鋼結(jié)構(gòu)的建筑可以是綠色建筑,鋼結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)綠色環(huán)保型的產(chǎn)品,得到了政府主管部門的大力支持和國(guó)家政策的扶持。
由于鋼結(jié)構(gòu)有以上優(yōu)點(diǎn),可以增加賣點(diǎn)。減少銀行貸款利息等、綜合造價(jià)就比鋼筋砼結(jié)構(gòu)要低。
以上只是粗略的一般性的分析和比較,僅供參考。如有個(gè)案工程的詳細(xì)圖紙可以做詳細(xì)的分析比較,就非常明顯了。但是要很詳細(xì)的計(jì)算對(duì)比,需要多種專業(yè)配合才能夠完成。
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