工程建设中,建设方.关心的是工程造价的问题,而结构设计含钢量的控制是影响工程造价的主要因素之一。结构设计工程师根据建筑功能、使用等要求合理的选择结构形式可有效控制结构的含钢量。
对建筑功能、结构荷载取值相同,并且在满足结构计算等相应参数的情况下,对两种结构方案的用钢量进行比对如下:
方案一:钢框架结构(有侧移)
方案一钢框架结构计算用钢量如下:
方案二:钢框架--中心支撑结构(无侧移--结构位移小于1/1000)
方案二钢框架--中心支撑结构计算用钢量如下:
节约钢材量:(206.93-179.59)/206.93=0.132=13.2%
分析可知,在满足建筑功能、效果的前提下,增设柱间支撑(按无侧移计算)可以减小梁、柱截面。对于柱截面由长细比控制的效果更为显著,可有效降低柱的计算长度及柱截面。详见下图:
钢框架(有侧移)柱计算参数:
钢框架--中心支撑(无侧移)柱计算参数:
综上所述,在结构设计中合理的选择结构形式可以很好的控制结构的含钢量(随建筑体型、功能等因素不同会略有差异)。本算例为规则结构,对于不规则结构,增设柱间支撑效果更为显著。当然,结构设计要兼顾建筑的功能、使用及美观效果,结构设计人员要综合考虑多方面因素,合理的进行结构选型布置,确定经济合理的结构方案。