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沈阳某医院项目的结构方案比较分析

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摘要: 结合沈阳医院建筑工程项目建设要求,分析其钢框架结构形式及抗震性能,并与普通现浇混凝土结构进行对比,凸显框架钢结构在抗震性能、施工周期、经济效益等方面的比较优势。

关键词: 医院建筑;结构设计;抗震措施

0 引言

框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数分有单层、多层;按立面构成分为对称、不对称;按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架(现浇整体式、装配式、装配整体式,也可根据需要施加预应力,主要是对梁或板)、钢框架。装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。

本工程系钢框架结构,位于沈阳市铁西区,基地位于沈鑫路上,地上六层,地下局部一层地下室,总建筑面积10400m2,其中地上9495m2,地下905m2,建筑主要平面尺寸:13.8m×90.8m;房屋高度:23.11m。

1 结构形式及抗震措施

①结构形式:钢框架结构;

②抗震等级:三级;

③抗震设防烈度:7度(0.15g);

④场地类别:二类。

2 与普通钢筋混凝土结构的综合比对

2.1 抗震性能优于钢筋混凝土结构 相对于混凝土而言,钢材基本属于各向同性材料,抗压、抗拉和抗剪强度都很高,更重要是它具有很好的延性。地震作用下,不仅能减弱地震反应,而且属于较理想的弹塑性结构,具有抵抗强烈地震的变形能力。

2.2 减轻结构自重,降低地基基础费用 以600×600柱截面,300×600梁截面的钢筋混凝土框架为例,包括活载在内的上部结构全部重量约为18kN/m2,相同条件下 采用钢结构时,全部重量约为12kN/m2,两者比值约为1.5:1。荷载及其产生的地震作用明显减小,基础荷载大幅减小,有效压缩了地基处理及基础造价。

2.3 施工周期短 钢结构构件先在工厂制作,然后在现场安装,一般不需要大量的脚手架,施作混凝土楼板时可交叉着同步安装钢构件。若前期经过合理的施工组织设计,实际施工进度可比钢筋混凝土结构快20%~30%,相应缩短工期,使得投资得以早日回报。

2.4 钢结构本身的造价要高与混凝土结构 不包括地下室及基础,上部钢结构的造价一般为同样高度的钢筋混凝土结构的1.5左右。

2.5 钢结构的耐火性差 钢结构耐火性差。当温度上升时,钢材的屈服强度及弹性模量会明显降低。当温度达到300°,强度降低塑性整长;当温度达到750°,结构已彻底丧失承载能力,导致结构倒塌。

2.6 采用钢结构的综合经济效益 一般钢结构与钢筋混凝土结构的差价在工程总投资额中占3~7个百分点。若采用框架钢结构,则可在一定程度上减少地基处理及基础成本,加快施工进度,最终通过有效的节本降耗提高经济效益。

3 地上部分方案比较

框架梁相同情况下三种柱截面对比情况见表1。

4 楼板(采用钢筋桁架楼承板)与现浇混凝土楼板相比优缺点

缺点:在相同的设计条件下,楼板直接造价比传统现浇板结构的造价每平米多出10~30元。

优点:从楼板的综合造价分析

①减少了50%~70%的现场钢筋绑扎量,节省了人力、机械和材料的成本,加快了施工进度,因而项目总造价明显降低。

②省去了脚手架和底模支撑,实现了多层同步施工,交叉作业,施工效率明显提高。

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