商业办公等建筑中18-30米跨度楼盖方案对比
前言
越来越多的商业办公等建筑中出现了大跨度、大开间的结构，跨度对结构造价的影响比较大，相同跨度下不同的结构形式对造价的影响也比较大，作为建设方、设计方、咨询方，相同跨度下如何选择结构方案，总是让人头大。
笔者就近期遇到的几个案例作引，对不同结构方案做造价对比，以此抛砖引玉，希望能在分享我们的经验的同时，和同行们一起探讨更多优秀的结构方案。
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钢骨柱+混凝土梁+混凝土楼板：
施工简单、造价低、后期围护成本低，但是自重大、净高小、基础造价会比较高。适用于荷载不大的混凝土屋面，跨度在18~21米左右为宜；
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钢骨柱+钢骨梁+混凝土楼板：
净高较大、围护成本低，但是施工复杂、造价高。适用于荷载一般的混凝土屋面，跨度在18~24米左右为宜；
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钢骨柱+型钢梁+组合楼板：
施工简单快捷、净高大、自重轻，基础造价略低，但是造价高、后期围护成本高。适用于荷载较大的混凝土屋面，跨度在18~24米左右为宜，玻璃顶盖时，跨度可至30米；
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钢骨柱+空心楼板+预应力：
施工简单快捷、净高大、造价较低，但是受力复杂、自重较大、基础造价高。适用于荷载不大的混凝土屋面，跨度在21~27米左右；
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钢骨柱+桁架+钢次梁+组合楼板：
施工快、自重轻、造价一般，但是净高小，后期围护成本较高。适用于荷载较大的混凝土屋面，跨度在21~27米左右；
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混凝土柱+网架+组合楼板：
造型美观、造价一般，但是后期围护成本较高、屋面做法非常麻烦（即便是一般的非混凝土保温屋面）。
典型网架结构楼盖实景图
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案例选型
案例一：
受西安某建设单位委托，对其开发项目中的报告厅屋盖进行设计咨询。该报告厅开间约为28.65m*58.20m，原设计意向方案为预应力空心楼盖，板厚为1.2米，上下层实心板厚度180mm，中间为带肋空腔。
拟采用的楼盖形式各方案优缺点比较示意图
拟采用的楼盖形式各方案优造价比较示意图
★通过上述分析可知：
桁架方案经济性最好，自重轻，而且楼盖刚度大，连接可靠，但是影响层高，如无法调整屋面标高，此方案不可行；我司建议，优先考虑合理调整层高及功能布置后，选用型钢桁架方案。
案例二：
受杭州某建设单位委托，对其在温州开发项目中的某商业综合体进行设计咨询。其中存在多处大跨度结构，其中一处为20米x20米，荷载取值为：附加恒荷载2.0KN/m2、使用活荷载6.0KN/m2，楼板及构件自重由程序自动计算。
不同布置方案对造价影响较大，设计需体现合理经济的原则，为比较其经济性，我司设计了四种楼盖布置方案进行对比：
A：外圈混凝土框架梁+双向多道混凝土次梁+混凝土楼板
B：外圈混凝土框架梁+单向多道混凝土次梁+混凝土楼板
C：外圈混凝土框架梁+双向多道混凝土次梁+压型钢板+混凝土楼板
D：外圈混凝土框架梁+单向多道混凝土次梁+压型钢板+混凝土楼板
E：外圈混凝土框架梁+双层平板网架+支托+混凝土楼板
各方案经济性上各有优劣，在综合考虑各方面及净高，对比下图所示：
各方案优劣情况对比示意
各方案经济性上各有优劣，对比下图所示：
各方案经济性对比示意图
★通过上述分析可知：
单向多次梁方案经济性最好，但是对净高影响最大，双向钢梁方案控制的净高最好，但是经济性较差。
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优化干货（案例三）
受温州某开发商委托，对其已设计完成的会所部分机型优化。原设计泳池的顶盖梁跨度有21.8米，因跨度较大，设置了钢骨梁。结构平面图及计算模型如下：
考虑到钢骨梁施工麻烦，我司建议改为普通混凝土梁，降低材料成本同时方便于施工。
改为普通混凝土梁后，配筋仍满足规范要求，但是钢筋数量会比较多，梁挠度较大，不过尚且满足规范要求。考虑到梁高度较大、配筋时钢筋数量偏多不好施工，梁的挠度也不小，我司进一步建议考虑，增设一道竖向次梁，截面改为450x1500，提升净高。如下图所示：
优化方案二比原设计钢骨方案节省型钢约35.19吨，增加普通钢筋约16吨，综合造价上更节省，而且大大简化了施工难度。
根据此思路，经我司进一步优化复核，柱内钢骨也可以取消，进一步简化施工。柱内型钢尚可减少13.14吨，增加钢筋约1.6吨。梁板柱合计节省造价约40万元，单方节省约557元，节省工期约7天。
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分析结论
18米~21米左右的跨度，仍可采用施工简单、材料造价低、后期围护成本低的普通钢筋混凝土梁板（案例二、案例三），笔者推荐优先采用单向钢筋砼梁方案（可根据荷载要求调整梁宽和间距）；
24米~30米左右的跨度，普通钢筋混凝土梁板已无法满足强度要求，普通的型钢梁又无法满足刚度要求，必须采用桁架或者预应力钢骨梁等措施，解决强度和变形的问题（案例一），我司推荐优先采用预应力钢骨梁或者桁架；
屋面荷载较大、且跨度不太大时（一般指小于24米），网架结构不适宜（案例二）。
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