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1、交错桁架体系应用于学生公寓的技术经济性分析 刘四梅柳锋王鹿 $ i * 十自E t 0 W n M t 镕# r # 目、目m # m 月I 目* j * * 镕目 $ M n $ H * r l m M m + W W m t 镕M * # m # # a * 十n n * H m “* # 目镕，镕n * * n u * E # * 目 # # I q 4 # m M I * ； * 键自z L 桁* * 女# 目M 目l ：“r 目， 7 t * $ n * # * * 一、工程概况 某市学E 公寓，底层窜自外高彗为0 m 层尚37 0 m ，标准“高为34 0 m ，J 1 1 屡。建
2、筑物纵。J 始终轴线 间距为( 6 0 0 X 8 ) 恤= z 8 舯O l l 皿横向始终轴间趴为( 5 4 ( J 0 + 1 8 0 0 + 5 4 0 0 ) 嘣： 2 5 0 0 m m 。基本风爪O4 0 F n m ? 基本”i m 04 5 K N m 1 ，抗艘设防烈度7 度。设计使用年限j o 年。建筑物场地类别为I I 娄。标准层的建筑平面嘲如F 。 笋厨翠! r f I ：F f 稀* ! 广1 ：r 胃? 萨一叫“”f | 一t4 ：责r 云嘉 L t1 _ f m ；f 二 ：b “。上。尘口口业二i 3 譬笔篷差多兰誊篓差6 警兰2 “誉” 12、1Bn6 图1
3、 标准层建筑平面布置圈 二、结构选型 空错桁架结构：主要由柱了、楼板和平面钢桁架组成。柱f 布置在房屋的周用，下设中间桩。桁架的高度与 层岛柏，长度与房屋宽度相，桁架两瑞盘掉在外围柱上。在建筑物横向的每条杜轴线上，隔一层设置榀， 在相邻轴线L 则是交替布置。相邻桁架q 楼扳一端立承在下层甲面桁架的l 弦另一端设置在相邻桁颦的T 弦。 共1 0 根柱f 。 钢框架结构：主要由钢框架粱、钢框架柱和钢筋混凝土现浇楼板组成。在轴线l ：布置规则柱啊，柱子 ：布最 纵横向的框架粱。菸2 0 根柱予。 糊 蕊 溪一 岳性峪蛉， 第八届全国现代结构工程学术研时会 钢筋混凝上框架结构：主要F h 钢筋混凝土框
4、架梁、钢筋混凝土= f f i 架柱和现浇钢筋混凝楼板组成。在轴线上 布置规则柱网，柱子上布黄纵横向的框架梁。共2 0 根柱子。 三、结构计算 本工程使用S T S 钢结构模块对交错桁架和钢框架进行结构建模和衙载输入，S A T W E 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干生连接。 交错桁架结构和钢框架结构的钢材皆为Q 3 4 5 。三种结构墙体材料，外墙为混凝土空一f i , 砌块，容重，= 1 1 8 0 K N I l l 3 ：内隔墙为轻质G
5、 R C 窄心隔墒板，容重7 = o 1 7K N m 2 。铝合金门窗，容重y = O 4 5K N m 2 ，楼板为l O O m m 厚， C 3 0 混凝土。 三三种结构的二j ! 要构件截面尺寸，单位为m m 。交错桁架结构：柱子H 5 0 0 X 4 8 0 X 1 8 X 2 4 ，弦杆为方钢管3 0 0 X 3 0 0 X 1 2 ， 腹杆为方钢管2 5 0 X 2 5 0 X 0 。钢框架结构：下柱H S O O X S O O X l 8 X 2 4 ，上柱4 0 0 X 4 0 0 X 1 3 X 2 1 ，框架主梁H 5 0 0 X 2 0 0 ) ( 1 0 X 1
6、6 。 钢筋混凝土结构：下柱5 5 0 X 5 5 0 ，上柱5 0 0 X 5 0 0 ，主粱2 5 0 X 6 0 0 。 三种结构在技术和经济性两方面的指标比较如下： 结构形式交错桁架钢框架结构钢筋混凝土结构 弹性挠度( I l l | D ) 5 1 06 哇9 4 7 7 相对挠度1 2 4 7 01 8 3 2l i 】3 2 表3 ( 除基础外) 结构主材用量及造价表 工业建筑2 0 0 8 增刊1 3 4 9 第八肺仝州现代结构I 程学术研讨会 交错桁架1 8 7 8 04钢框架1 9 7 5 91钢筋混凝土框架2 3 0 9 1 囤2 地震作用下x 向最大楼屠倾覆弯矩曲线 交
7、错桁架19 2 9 84钢框架1 9 9 7 61钢筋混凝土框架2 2 5 3 3 图3 地震作用下Y 向最大挫层倾覆弯矩曲线 四、结果分析 由表I 可得，在满足规范限值的情况下变错桁架结构体系的顶点惶移鹾小，其侧向刚度最好。由图2 和图 3 可得，交错桁架结构与钢框架结构和钢筋魁凝土结构相比，空锆桁架结构体系在抗倾覆方面有优势。由表2 看 出，在怪向荷载作崩下变错桁架站构的相封挠度小F 钢框架结构和钢筋混凝上结构的。可见，空错桁架结构体 系的桁架蛏向刚度岛F 框架粱变错桁契的呸向受力性能较好。 变错桁架体系的结构性能2J 俐框架立掉体系或钢筋混凝士框架剪力墙体系的相I - ，佩j 临建筑布置
8、上没有任 何剪力墙柱子仅布置dr 房埕外侧。町提供升问为两倍柱距进渫为房屋宜度的无柱 宅问。由于柱子数量少n 截 面小减少了柱于所占的面秘。建筑面# 洧效利用牢太大提高。 表3 提供了i 种结构件系的上部站构扯村料用疃和墙价方面的数捌。翎框架结构和钢筋混凝土框架结构郡需 采用较大的粱柱截面来满足掏件受力和侧向伸移，使材科用世太大提商。在同种情况下交错桁架结构体系的承 重骨架用钢量比钢框架鲒构省，且随着房屋高度的增加更能体现出来。交错桁架结构体系的基础形式0 铜框架结 构和钢筋混凝土框架结构的棚同，为柱下独屯基础。交错桁架的柱子以轴山为牛且数址少，基础材 用鞋少，基 础费用相对较低。与虐L 部结
9、构和基础的综合谴价对赞请桁架、钢榧架和钢筋恺凝 框架结构+ 根槲山表省概 预算定额做丁L 程概算二名的造价比为lI1 5 。】2 5 变错桁槊体系培经济。 交错桁絮结构体系构件数挝少，施【尉期短现场安装* 点数少，生装述度快脱场焊接量少基础处理比 较容易。除摹础施I 外构件的工，化生产符部件运抵现场组装，太大缩虹建盐州期和资盘占川时蝴。混凝L 施I J 埘长且f 序多结构自重大肆缺点，使韭在综合效益方面较为逊色。 五、结语 第八届全国现代结构工程学术研讨会 通过本1 ：程一i 种结构方案的对比分析表明：交错桁架结构体系无论在建筑上还是在结构上，都明显优于钢框 架结构体系和钢筋混凝土框架结构体系
10、，是一种受力性能优良的结构体系，_ | l 便f 工厂化生产，人大缩短建造周 期，综合效益显著。因此，应加强这一经济、适用、高效的新型结构体系的研究与推广。 参考文献 ( 】)高层民刚建筑钢结构技术规程( J G j 9 9 9 8JI ! 坶8 ，( 第5 5 1 条) ( 2 ) 魏明钟钢结构2 0 0 2 ，( 第3 3 5 页) ( 3 )全国民用建筑工程设计技术描施结构2 0 0 3 ，( 第2 l 】一2 1 4 更J f 4 ) 建筑抗震设计规范( G f i 5 0 0 1 卜2 0 0 1 ) ( 5 ) 建筑结构荷载规范( G B S 0 0 0 0 一2 0 0 1 ) ( 6 J 高层建筑混凝上结构技术规程( J G J 3 - 2 0 0 2 ) ( 7 ) 建筑地基基础设计规范( G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) ( 8 )钢结构设计规范( G B S O O l 7 - 2 0 0 3 ) ( 9 ) 周绪红，奠涛轻钢交错桁架结构体系与钢框架的对比分析S t e e lC o n s t r u c t i o n 2 0 0 1 ( 2 ) V 0 1 1 6 ，N o 5 2 工业建筑2 0 0 8 增刊1 3 3 1
