浅谈空心钢管混凝土框架结构的经济性

浅谈空心钢管混凝土框架结构的经济性

蓝晨1孔德睿2邓爱汇3曹旺明4

1.河源市源城建筑设计院广东河源517000；

2.信阳学院，土木工程学院河南信阳464000；

3.广州华商职业学院，建筑工程系广东广州511300；

4.广东筠城置业有限公司广东云浮527400

摘要：本文通过周期比、刚度比、刚度比、剪重比、层间受剪承载力之比，位移角及位移比等八大抗震性能的关键参数的分析与对比，总结了空心钢管混凝土结构的抗震性能。考虑到空心钢管混凝土构件尚未被主流市场接受，相关配套设施及施工工艺的不完善，本文的经济性从构件的用钢量及混凝土使用量进行分析与对比。得到结论为空心钢管混凝土框架和钢结构框架相比较是更为经济的框架体系，实际工程项目中可以考虑。

关键词：钢结构框架；空心钢管混凝土构件；抗震性能；经济性分析

一、分析对象

结构经济指标主要有：建筑总面积、混凝土用量、用钢量、结构造价、每平米结构造价，每平米工程造价和总造价。[Ⅰ]现今大多的钢结构加工厂都没有专门制作该构件的部门，构件的造价与施工工艺及产量又有相当大的关系，因而，未推广的构件很难精确地算出它的造价。

为了让经济指标有更广泛的参考价值，本文的空心钢管混凝土构件仅从含钢量，混凝土用量作为比较参数。

二、设计资料

本算例中，该结构采用了钢结构体系与空心钢管混凝土框架体系，外墙为200mm，内墙为100mm，为了方便比较，标准层板厚均为110mm，楼面板厚为120，机房板厚130mm，首层层高4200mm，标准层层高3600mm，两个结构体系的结构布局，地质条件及层数等设计资料都相同。

图1.2钢结构框架标准层平面柱布置

Fig.1.2Theplanearrangementofcolumnsofsteelstructure

三、用钢量与混凝土用量比较分析

依照规范调试等代模型[Ⅱ]，使本结构通过位移比、层刚比、刚重比、周期比、剪重比、有害位移角、轴压比，层间受剪承载力[Ⅳ]的验算后，发现以下两种框架形式采用以下截面形式相对合理。[Ⅲ]

表1-1空心钢管混凝土结构抗震性能关键参数

钢结构框架与空心砼框架首层柱子数量如下：

表1-2柱子数量计算

Table4-1TheamountofpillarforsteelstructureandCFSTstructure

按照广州钢材价格，箱形钢柱单价4900元/吨，钢管单价5100元/吨计算，混凝土单价为390元/，钢结构构框架与空心钢管混凝土框架首层的材料总价为：

表1-4两种构件造价

Table1-4costofpillarsofsteelstructureandCFSTstructure

综上所述，空心钢管混凝土框架结构中，其空心钢管混凝土柱总造价为716，687.02元，而钢结构框架中，其钢柱总造价为1，414，923.02元，空心钢管混凝土柱相较于钢柱可以节约698，236元，节省49.35%的造价。

4.3小结

在剔除了两种结构体系相同的梁板构件因素和其他对造价有影响的零星工程，砌体工程，模板工程，门窗工程等相关部分后，在满足承载力及抗震设计规范的前提下，若仅考虑到柱子的造价的，空心钢管混凝土构件可以比钢柱构件节省49.35%的造价，因而，空心钢管混凝土构件在造价上要比钢柱构件在造价上有更大的优势。

参考文献：

[Ⅰ]黄健，《钢结构工程造价控制与预决算》【M】机械工业出版社2012

[Ⅱ]《空心钢管混凝土结构技术规程》（CECS245：2012）[S]中国建筑工业出版社2012

[Ⅲ]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）[S]中国建筑工业出版社2017

[Ⅳ]GB50011.建筑抗震设计规范【S】北京：中国建筑工业出版设，2016

作者简介：蓝晨（1988-），男，硕士，广东河源。主要从事结构分析工作。工作单位：河源市源城建筑设计院