隨著設計和施工水平的提高,建筑造型和建筑功能要求日趨多樣化,無論是工業(yè)建筑還是民用建筑,在結(jié)構(gòu)中遇到的各種難題也日益增多。
建筑結(jié)構(gòu)設計是建設工程設計的重要環(huán)節(jié),是保障建筑結(jié)構(gòu)安全、實現(xiàn)建筑使用功能的靈魂。所有的設計與理念最終還是要在施工中落實,沒有正確扎實的施工措施,所有的工作都可以說是在做白工。而由于施工人員技術素質(zhì)存在差異,對操作規(guī)程了解較少,在施工中容易產(chǎn)生影響質(zhì)量的現(xiàn)象,這些狀況如重視不夠或解決不及時,將會直接影響質(zhì)量和工期。
One.框架結(jié)構(gòu)簡析
框架結(jié)構(gòu)是由橫梁和立柱聯(lián)合組成能同事承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構(gòu)件組成的,由梁、柱與基礎構(gòu)成平面框架。鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)是一種常用的結(jié)構(gòu)形式,具有傳力明確、結(jié)構(gòu)布置靈活、抗震性和整體性好的優(yōu)點,目前已被廣泛地應用于各類多層的工業(yè)與民用建筑中。
Two.現(xiàn)澆板與鋼筋桁架樓承板簡析
現(xiàn)澆是相對于預制板來說的,現(xiàn)澆是指在現(xiàn)場搭好模板,在模板上安裝好鋼筋,再在模板上澆筑混凝土,然后再拆除模板?,F(xiàn)澆層和預制板比起來,能增強房屋的整體性及抗震性,具有較大的承載力。同時在隔熱,隔聲、防水等方面也具有一定的優(yōu)勢。
鋼筋桁架樓承板是將樓板中的鋼筋制作成鋼筋桁架,并將鋼筋桁架與壓型鋼板焊接成一體的樓板專用構(gòu)件。在其上澆筑混凝土,形成鋼筋桁架混凝土現(xiàn)澆樓板。具有以下優(yōu)點:
1)減少現(xiàn)場綁扎工作量70%左右,縮短工期;
2)大量減少現(xiàn)場模板及腳手架用量;
3)多層樓板可同時施工;
4)鋼筋排列均勻,提高施工質(zhì)量;
5)樓板的雙向剛度相近,有利于建筑物抗震;
6)工業(yè)化程度高。
Three.設計要點
1.現(xiàn)澆板設計要點
1)板的鋼筋宜采用大直徑、大間距,但間距不大于200mm,間距盡量用200mm。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類型也不宜過多。
2)相連幾個房間的同型號、同間距板底鋼筋宜連通。
3)配筋計算時,可考慮塑性內(nèi)力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數(shù),將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數(shù)。
2.設計內(nèi)容
設計應進行使用及施工兩階段計算。使用階段計算包括樓板的正截面承載力計算、樓板下部鋼筋應力控制驗算,支座裂縫控制驗算以及撓度驗算。施工階段計算包括上下弦桿強度驗算、受壓弦桿和腹桿穩(wěn)定驗算以及桁架撓度驗算。
1)使用階段
樓板的正截面承載力計算,支座裂縫控制驗算以及撓度驗算均應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)定》(GB50010--2002)及《冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)定》(JGJ95--2003)有關規(guī)定。
另外,由于在施工階段先以截面高度小的鋼筋桁架承擔該階段的全部荷載,使得受拉鋼筋中的應力比假定樓板全截面承擔同樣荷載時大。出現(xiàn)“受拉鋼筋應力超前”現(xiàn)象。當樓板混凝土到達強度后,在使用階段荷載作用下,鋼筋桁架混凝土樓板與同樣的截面普通樓板相比,鋼筋拉應力及曲率偏大,并有可能使受拉鋼筋在彎矩標準值作用下過早達到屈服。這種情況在設計中應予以防止,所以應控制樓板下部鋼筋應力,樓板下部鋼筋的拉應力應符合下列規(guī)定:
為樓板下部鋼筋的拉應力;
為鋼筋抗拉強度設計值。
為樓板自重標準作用下鋼筋桁架下弦的拉應力;
為在除樓板自重以外的永久荷載及樓面活荷載標準值作用下,樓板下部鋼筋的拉應力。
2)施工階段
鋼筋桁架模板中桁架桿件的內(nèi)力以及模板的撓度,采用桁架模型計算。承載能力極限狀態(tài)按荷載效應基本組合。撓度采用荷載的標準效應組合計算。
上下弦桿強度應按下式計算:
N為桿件軸心拉力或壓力。
受壓弦桿及腹桿穩(wěn)定性應按下式計算:
為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù),按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017--2003)附錄C采用,其中受壓弦桿的計算長度取0.9倍的受壓弦桿節(jié)點間距,腹桿的計算長度取0.7倍的腹桿節(jié)點間距;
為鋼筋抗壓強度設計值。
桁架撓度驗算
施工階段鋼筋桁架模板的最大撓度應按荷載的標準組合進行計算,撓度限值為樓板計算跨度1/180及20mm較小者。
Four.工程建設成本構(gòu)成
建筑工程造價主要由直接費(含材料費、人工費、機械費、措施費)、間接費(主要為管理費)、利潤、規(guī)費、稅金等構(gòu)成。其中直接費是構(gòu)成建造成本的主體部分,直接費的變化對工程造價變化起決定性作用。
鋼筋桁架樓承板施工方式于現(xiàn)澆整體式施工方式在直接費構(gòu)成上存在一定的差別,主要包括以下幾個方面:
1)鋼筋桁架樓承板生產(chǎn)費,主要包括:材料費、生產(chǎn)費、工廠攤銷費、稅金(指工廠按稅法所需繳納的稅金,而非建安稅金)等;
2)運輸費,主要包括鋼筋桁架樓承板從工廠運輸至工地的運費和施工場地內(nèi)的二次搬運費;
3)安裝費,主要包括:鋼筋桁架樓承板垂直運輸費、安裝人工費、專用工具攤銷等費用;
4)措施費,主要包括:專用腳手架、模具等費用。
本文重點對比分析樣本工程建造成本中的直接費,即材料費、人工費、機械費、措施費等,同時,全面剖析兩種不同的結(jié)構(gòu)的建造成本,以明晰鋼筋桁架樓承板的成本構(gòu)成,以及與現(xiàn)澆整體式建造方式相比較的優(yōu)勢所在。
1.鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆板工程項目對比
我們選擇等跨式結(jié)構(gòu)進行比較
單向板-鋼筋桁架樓承板雙向板-現(xiàn)澆板
2.兩種建造方式的對比分析
現(xiàn)澆板 單向桁架樓承板
(一)人工費對比
人工費對比計算表
相關說明
以砼節(jié)省比例計算為例:
節(jié)約比例=[傳統(tǒng)平米人工費-鋼筋桁架樓承板平米人工費]/ 傳統(tǒng)平米人工費=(626-567)/626=9.4%
2.分析
各工種人工費節(jié)省分析結(jié)果
(二)材料費對比分析
材料費對比計算表
2相關說明
以砼節(jié)省比例計算為例:
節(jié)省比例=[全現(xiàn)澆砼量-鋼筋桁架板砼量]/全現(xiàn)澆砼量=(8250-7460)/8250=9.4%
3.分析
各種材料費節(jié)省分析
(三)其他費用
1.工期費用單位:日
按100m2計算,可節(jié)約工日3.5天,相對應的臨時設施費、施工用水、施工用電、管理人員費用都相應減少。
2.間接經(jīng)濟增加成本比較(提前30天完工)
機械費對比計算表(按10000m2計算)
(四)綜合成本分析
現(xiàn)澆板:322.14元/ m2
鋼筋桁架樓承板:310.01元/ m2