浅议建筑钢结构的优化设计_论文发表__墨水学术,论文发表,发表论(2)
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加，刚架梁、柱的截面尺寸，从而单榀刚架的重量亦会随之增大。另一方面，由于柱距增加，跨度不变，则刚架折成每平方米的重量随着面积增大而减小。当柱距不大时，例如从6M增至8M，单榀刚架荷载增加不很大，单榀刚架的重量增加亦不很大，因此折成每平方米的重量减少较为明显。柱距就是檩条的跨度，檩条的用钢是绝对随跨度增加而增加的。综合考虑，对于无吊车轻钢结构体系的柱距取为7.5～8m之间是合理的，有吊车的轻钢结构的理想柱距为7.5m左右。这时结构用钢量相对较低，可以得到较好的经济效益。因此可以得出一个大致的结论，在通常使用的跨度范围内，7.5m左右的柱距可能得到较好的经济效果，超过9m以后，结构用钢会明显增加。（5）钢材强度：这里钢材强度是指钢的屈服强度，因为钢材的设计强度是根据其屈服强度而确定的。国内建筑常用钢材为Q235和Q345，即钢材的屈服强度fy=235N/mm2和fy=345N/mm2，由轴心受拉的公式N=Afy得Q235钢所需的杆件截面面积为Q345钢的1.47倍。面积乘以杆件长度即为用钢量，当长度确定时，则Q235的用钢为Q345用钢的1.47倍。值得指出的是，当结构构件的用钢是由其强度控制时，Q345的用钢要比Q235节约，可用上述的数值概念来衡量。但当构件的尺寸是由变形(刚度)和稳定控制时，如混凝土柱钢梁结构，钢材强度的影响就不十分显著，构件的刚度和稳定与fy无关。但是构件由强度控制转化为稳定或刚度控制常常不是一个明确的界限而是一个范围，同时构件在满足稳定和刚度要求时，也需对其强度或组合强度(例如，弯、剪、压共同作用)进行检查或校核。因此材料强度对构件的影响是存在的，只是不如轴心受拉构件那样简单明了而已。在如今Q345与Q235价格相差不多的情况下，使用强度高一些的钢对节余钢材会有明显的效果。
2、材料选用方面工程造价控制
材料选择不同，工程直接费不同，总造价不同。设计阶段合理选择建筑材料，控制材料单价或工程量，也是控制工程造价的有效途径。
（1）彩涂钢板：彩涂钢板一般用于轻钢厂房屋面板和墙面板，有不同板型、不同基板厚度和钢号、不同镀锌板类别和镀锌层厚度以及不同的彩涂层类别，在形式上又可选用单板、保温复合板、单板加内保温层等，其中保温层又有超细玻璃丝棉、硬质岩棉、聚苯乙烯等类别及厚度的不同，这些不同都造成单方材料价格的差异，从而影响厂房工程总造价。所以设计时要根据厂房性质、大气环境等因素综合考虑，合理选用板材，控制工程造价。
（2）多、高层住宅钢结构体系的墙体材料：墙体材料造价一般占土建工程造价的15%-25%。对于多、高层住宅钢结构体系来说，选用配套、经济、节能的墙体材料至关重要。
（3）多、高层钢结构建筑楼（屋）面的楼板设计确定楼板结构方案时，主要考虑要保证楼板有足够的平面整体刚度，能减轻结构的自重及减小结构层的高度，有利于现场安装方便及快速施工，还要有较好的防火、隔音性能，并便于管线的敷设。常用楼板做法有：压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇钢筋混凝土楼板等。目前最常用的做法为压型钢板组合楼板和普通现浇钢筋混凝土板。当采用这两种做法时，考虑现浇板与钢梁组合成为共同受力的组合梁，能有效降低钢梁高度，较多地节约钢材。在高层钢结构中，框架柱采用圆形钢管混凝土柱，梁、板采用钢-砼组合结构，总用钢量比普通钢结构用钢量有大幅度减小，能有效降低工程造价。
（4）钢材规格及材质：由于钢材品种的增多，结构设计时可选择的构件形式也多了。设计时要选用经济截面型材，比如热轧H型钢、T型钢等。对于焊接构件的成品翼缘板：焊接H型钢构件由翼缘板和腹板焊接构成，目前钢材生产企业推出了新品种——成品翼缘板，其规格常见有b=150mm、160mm、180mm、200mm，厚度δ=6～12m
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