钢筋混凝土与钢结构设计
***大厦建设方案工程造价对比
——钢结构方案与钢筋混凝土结构方案的工程造价对比本方案的主要议题是从“钢结构工程与钢筋混凝土结构工程的造价方面”进行对比，了解“钢结构与钢筋混凝土结构”在工程造价方面的差异。
工程例举以我公司准备开发的“***大厦”工程，该工程现处于立项准备阶段，“规划设计条件”及“建设用地规划许可证”已取得。
拟建“***大厦”工程规划总用地面积6200平方米，最大建筑密度为35%，容积率为6（可调整）。建筑基地占地面积为3700平方米。
“***大厦”的商业定位，要符合******市总体规划对****商圈的总体要求和功能，要与周围环境、建筑相协调。
一、方案设想
近几年我国的建筑钢结构进入了一个全新的发展时期。新材料、新产品、新结构体系不断出现，钢结构设计研发、制作安装能力日益强大，建筑钢结构向多样性、适用性、经济性方向发展。但是传统的钢筋混凝土结构型式应用依然比较普遍，这里主要存在一个工程造价方面的问题。
因此本文以“***大厦工程”为例，对“钢结构工程与钢筋混凝土结构工程的造价方面”进行对比。
“***大厦工程”初步设想的两套对比方案，两套对比方案分别是“塔楼式高层钢结构与塔楼式高层钢筋混凝土结构对比方案”和“多层钢结构与多层钢筋混凝土结构对比方案”。为了便于对比，每套对比方案的建筑技术参数基本一致。
1、对比方案一：塔楼式高层钢结构与塔楼式高层钢筋混凝土框架结构对比方案。
（1）高层钢结构：地下2层，地上裙楼6层，主楼20层，地上共26层。裙楼高度29米，主楼层高3.5米大楼总高度99米，地下建筑面积10000平方米，地上建筑面积49700平方米。总建筑面积59700平方米。地上建筑容积率8.06，
全部建筑容积率为9.69。
结构型式为钢管混凝土--剪力墙筒体系。基础及地下室外墙、中心筒为钢筋混凝土，地下一层及裙楼、主楼的框架柱为钢管混凝土柱，梁为 H型钢梁。板全部为现浇混凝土板。
（2）高层钢筋混凝土结构：地下2层，地上裙楼6层，主楼20层，地上共26层。裙楼高度29米，主楼层高3.5米大楼总高度99米，地下建筑面积10000平方米，地上建筑面积49700平方米。总建筑面积59700平方米。
结构型式为框架剪力墙筒结构。
2、对比方案二：多层钢结构与多层钢筋混凝土结构对比方案。
（1）多层钢结构方案。
地下2层，地上6层。钢框架局部剪力墙结构。地上主楼总高度29米。地下建筑面积10000平方米，地上建筑面积24700平方米。总建筑面积34700平方米。地上建筑容积率4.01，全部建筑容积率为5.63。
（2）多层钢筋混凝土结构方案。
地下2层，地上6层。框架剪力墙结构。地上主楼总高度29米。地下建筑面积10000平方米，地上建筑面积24700平方米。总建筑面积34700平方米。
二、各方案的设计概述
（一）两种塔楼式高层结构
一）工程概况：
塔楼式***大厦位于*****市*****商业区，地下2层，地上26层，局部电梯机房出屋面2层，抗震设防烈度8度，建筑类别为乙类，耐火等级一级，建筑场地类别为二类。拟建***大厦北侧为已建30层楼，间距 15.0 m，东侧为已建住宅及18层楼，间距在10 m以上。拟建***大厦基础埋深-10~11米(具体根据实际情况)。建筑物长102m,最宽处55m,结构总高99m。主楼柱距8.1×7.8m,裙楼
柱距8.4×7.8 m。层高为负二层4m、负一层4.8m、一层5m、二至六层×4.8m、标准层3.5m。
图1. 地下二层平面
图2. 一层平面
图3.标准层平面
二）结构方案布置
塔楼式***大厦方案的基础均采用筏板基础。
1、钢结构方案：
主楼筏板基础厚度暂定为1000mm，基础梁断面在600×1500～800×1800mm。裙楼防水板基础厚度暂定为300mm，基础梁断面在500×800～600×1000mm。地下二层框架柱为钢筋混凝土柱，从地下一层至地上部分的框架柱全部为钢管混凝土柱，梁为焊接H型钢，楼板为现浇混凝土板。地下室外围护为剪力挡土墙，主楼中间两跨为剪力墙核心筒，布置有电梯井、楼梯间等。
主楼部分在地下二层钢筋混凝土柱断面为1200×1200。从地下一层向上钢管混凝土柱共24个，在地下一层采用∮700×22钢管，C60高强混凝土；地上一至六层采用∮600～500×22钢管，C55高强混凝土；地上七层至地上二十六层采用∮500～400×20钢管，C50混凝土。裙楼部分在地下二层钢筋混凝土柱断面为800×800。从地下一层向上钢管混凝土柱共41个，在地下一层采用∮600×20
钢管，C60高强混凝土；地上一至六层采用∮500×20钢管，C55高强混凝土。
楼层梁采用焊接H型钢，钢梁规格为：主梁H500×240×10×16，次梁规格为H400×140×6×10。
楼层板采用现浇混凝土，板厚在180~100mm之间。
砌体工程均采用加气混凝土砌块。外墙300mm厚，内隔墙150厚。
2、钢筋混凝土框架剪力墙结构方案，主楼筏板基础厚度暂定为1200mm，基础梁断面在800×1500～1000×2000mm。裙楼防水板基础厚度暂定为400mm，基
础梁断面在500×800～600×1200mm。楼板为现浇混凝土板。地下室外围护为剪力挡土墙，主楼中间两跨为剪力墙核心筒，布置有电梯井、楼梯间等。
主楼部分的框架柱共24个，在地下一、二层断面在1400×1400，C60高强混凝土；地上一至六层断面在1350×1350～1200×1200之间，C55高强混凝土；地上七层至地上二十六层断面在1200×1200～800×800之间渐变，C50混凝土。裙楼部分的砼框架柱共41个，在地下一、二层断面在900×900，C60高强混凝土；地上一至六层断面在800×800～700×700，C55高强混凝土。
楼层梁为钢筋混凝土现浇。在主楼部分采用宽扁梁，框架梁断面尺寸为500×450，以增加楼层净高。在裙楼部位采用普通混凝土框架梁，断面尺寸为350×1000
楼层板采用现浇混凝土，板厚在180~120mm之间。
砌体工程均采用加气混凝土砌块。外墙300mm厚，内隔墙150厚。
三）结构验算分析
钢结构方案与钢筋混凝土框架剪力墙结构方案的结构布置均参照类似工程
实例，所有结构构件尺寸均为概念性设计，因此未经过结构验算分析。
四）构件截面表
表2.1.1构件截面表
结构体系基础板厚基础梁高柱截面梁截面次梁截面楼板厚柱混凝土剪力墙厚
钢框架主楼1000，
裙楼400 主楼800×
1800，裙楼
600×1000
主楼∮700×22
裙楼∮600×20
H500×240
×10×16
H400×140
×6×8
100 C60~C50 350厚C50
混凝土
钢筋砼框架剪力墙主楼1200，
裙楼400
主楼1000×
2000，裙楼
600×1200
主楼1400×1400
裙楼900×900
主楼500×
450 裙楼
350×1000
250x500 100 C60~C50 350厚C50
混凝土
5
钢框架结构相对于钢筋砼结构，钢结构梁柱截面较小，例如柱截面，钢管柱截面是钢筋砼柱截面的20％，重量仅为钢筋砼重量的 20％。基础筏板、基础梁的混凝土量减少21%，减少基础截面和造价。具体对比见后面对比。
（二）两种多层式“钢结构”与“钢筋混凝土框架”方案
一）概况
多层式“钢结构”与“钢筋混凝土框架”的***大厦均是地下2层，地上6层，局部电梯机房出屋面1层，抗震设防烈度8度，建筑类别为乙类，耐火等级一级，建筑场地类别为二类。大厦基础埋深-10米(具体根据实际情况)。建筑物长102m,最宽处55m。地上结构总高29m。柱距主要有9×9和9×10m。“钢结构”方案的层高为负二层4.0m、负一层4.8m、一层5m、5×4.5m，地上结构总高27.5m。“钢筋混凝土框架”层高为负二层4.2m、负一层4.8m、一层5m、5×4.8m，地上结构总高29m。
图1. 负二层平面
图2. 一层平面
图3. 标准层平面
二）结构方案布置
多层式方案的基础均采用地梁式独立柱基础。
1、钢结构方案：
多层式“钢结构”基础为独立柱基础，柱之间设有基础梁，独立基础与基础梁之间设300mm厚防水板。独立柱基基底为-10米，基础尺寸多数为4200×4200×800mm，C30混凝土。基础梁断面在500×800～400×800mm，C30混凝土。地下二层框架柱为钢筋混凝土柱，从地下一层至地上六层的框架柱全部为方钢管混凝土柱。地下二层梁为钢筋混凝土框架梁，地下一层向上的梁为焊接H型钢梁，楼板为现浇混凝土板。地下室外围护为剪力挡土墙，在地下二层布置人防工程。局部布置有钢筋混凝土电梯井、楼梯间等。