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赤鱼追波

建筑日记

 
 
 

日志

 
 

钢结构檩条计算演示  

2016-05-05 00:59:01|  分类: 钢结构 |  标签: |举报 |字号 订阅

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钢结构住宅设计的几点总结

从设计角度分析钢结构住宅体系的特点,介绍异型钢柱住宅项目的设计思路。针对框架结构采用不同阻尼比、基础方案等问题进行数据对比分析;总结设计中常见问题注意事项;对设计标准提出不同意见。

一、钢结构住宅体系选择

从已建成的钢结构住宅来看,主要有:

1)薄壁型钢组合墙板形式;

2)纯框架形式;

3)框架支撑形式;

4)型钢混凝土组合形式;

5)钢框架-混凝土抗震墙形式等等。

这些结构形式各有特点,其中薄壁型钢组合墙板形式特别适宜定型产品,其体系是从墙板结构演变而来,即将薄壁型钢柱构件按大约 600mm 的间距布置形成竖向承重结构、型钢间设支撑系统以抵抗水平力,楼板根据竖向型钢的位置布置成密肋支撑结构,因上部结构为类墙板结构,其基础根据受力情况设成条形基础,对地基要求不高。薄壁型钢组合墙板住宅受密布结构的影响,对开间、门窗洞口、挑出构件尺寸均有一定限制。

后面几种形式可以满足多高层住宅设计要求,但从使用的角度都存在一个共同问题,即梁柱突出对住宅内部观感的影响。住宅相对于其它建筑有其特殊性,办公、厂房可以采用较为固定柱网,层高也较高,其梁柱所占空间给人的感观是适宜的,柱网规则有利于梁的布置。相反住宅是一个变化多端的产品,根据建筑的要求,很少布置出规则的柱网,房内开间相对较小、变化较多,不利于钢框架布置。由于钢材的特点,它在住宅中只能形成框架体系或桁架体系,可以说框架体系如果适用于普通住宅,钢框架必然有其大显身手的地方,普通框架结构不能解决住宅应用问题的话,常规钢框架体系在普通住宅中应用也有相似的弱点。

受短肢剪力墙结构的启发,在钢结构住宅设计中将钢柱设计成异型柱形式,以配合建筑变化的要求,图是两种异型钢柱截面,根据建筑墙体厚度减去面层厚度来设定翼缘宽度,框架梁与异型钢柱各个方向的翼缘刚接,图为相应的节点连接详图。

异型钢柱示意图

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 异型钢柱梁柱节点详图 

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某住宅项目三层样板间设计成异型钢柱纯框架结构,建筑采用砌块隔墙,建成后外部及室内观感均令人满意,与该住宅成品(混凝土剪力墙结构)实际效果一致,下图是样板间实景。

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在工业厂房设计中经常采用异型钢柱,采用排架受力体系时,异型钢柱经常设计成双轴对称或主受力方向单轴对称,厂房纵向采用支撑系统抵抗纵向水平力,系杆、支撑构件多连接于异型柱弱轴形心轴上,这样在结构概念设计及采用杆系软件计算容易处理。住宅中应用异型钢柱与厂房设计还是有很大区别的,下图是厂房梁柱连接方式与住宅梁柱连接方式的简单比较,

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可以看出在住宅中,梁柱的截面形心轴不在同一位置上,不符合常规设计理念,在采用杆系软件计算时无法解决偏轴问题。尽管如此,与短肢剪力墙结构相比,异型柱是在原来较大的矩形框架柱截面或整片混凝土墙修改为的截面面积较小的异型截面,相应地也减少了截面特性,而异型钢柱是在一个工字钢截面上增加一个T型截面,相应地是增加了弱轴方向的截面特性,特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接,优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接,加强了工字钢柱弱轴稳定,对结构安全是很有利的。一般认为工字钢柱弱轴刚性连接不可靠,所以在很多构造手册上建议在弱轴采用铰接框架加支撑体系或者采用钢管柱设计方案,抗震规范“柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面。

当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面,并将柱腹板置于刚接框架平面内。”规范中虽然没有明确说不可采用工字钢柱弱轴与钢梁刚接,但根据抗震规范节点抗震承载力验算要求,弱轴连接一般是无法满足相关条款要求的。异型工字钢柱相比箱形柱的节点加工容易、施工方便节约钢材,相比框架支撑体系减少了支撑部分的设置,从应用角度可灵活用于住宅墙体中,满足建筑师对住宅内无外露结构构件的要求。 

异型钢柱在结构分析中存在以下问题:

1)异型钢柱全截面受力情况分析,这里主要指在弱轴上增加 T 型构件,是否就相应的增加了这部分的截面特性,包括 T 型构件偏轴远近的影响,笔者认为钢柱类型不同,截面特性增加比例也会不同;

2)异型钢柱局部稳定性计算,这点可以参考规范中柱板件宽厚比进行控制;

3)梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析,采用普通杆系计算软件是不能解决这个问题的。理想的计算模型应该采用有限元整体建模方式进行内力分析, 可以解决上述问题,但建模工作量太大了。

在设计中根据以下几个原则来确定柱截面:

1)按方钢管柱方案进行结构分析,根据计算应力比结果接近 0.9 的情况,选定框架梁截面尺寸,根据方钢管截面特性初选 X,Y 方向上工字钢截面,计算时不考虑腹板作用,初步确定异型柱截面;

2)按工字钢柱方案进行结构分析,异型柱 T 型构件布置方向,设柔性支撑代替异型柱中 T 型构件在工字钢弱轴上的刚度影响,按有侧移钢框架计算,调整异型钢柱中工字钢截面尺寸;完成后调整工字钢及柔性支撑布置方向,验算 T 型构件与工字钢腹板组成的工字钢截面尺寸;

3)根据上一步建立的模型,选取工字钢强轴所在的单榀框架进行抗震验算,只参考工字柱强轴应力计算结果,检验异型柱单向受力是否满足;

4)根据上述计算结果,手工核算梁柱节点处抗震承载能力,基础设计时考虑偏轴引起的附加弯矩;

5)以普通工字钢柱和方钢管柱按无支撑框架体系分别进行正常设计,其中钢梁按设计所选截面计算,根据合适的计算结果,统计钢柱用钢量以控制异型柱用钢量的上下限。

上述方法没有可依据的计算公式及条文,对偏轴引起的附加弯矩对整体的影响没有更多处理,这也是笔者只在二三层住宅设计中应用,没在更高的工程里使用异型钢柱的原因。笔者提出异型钢框架方案,希望得到大家的批评指正。

二、设计细节的问题

1、整体计算时选取合适的结构阻尼比根据抗震规范要求,除专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,当阻尼比不等于0.05时,地震影响系数曲线应进行修正,钢结构相关阻尼比选取值见表 1

1不同结构阻尼比应用值

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从表 1 中数据可以看出,不同的钢结构体系有不同的地震影响系数,如果在结构分析时错误选择阻尼比对设计结果会产生较大影响,其中钢管混凝土和钢-砼混合结构由于是两种材料共同作用,在选取阻尼比时,应根据两种材料应用比例综合考虑阻尼比,结构整体刚度越柔,阻尼比选值越低。

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2、刚接柱脚设计

常见柱脚分埋入式、外包式、外露式。在住宅设计中多采用外露式,相比其它两种方式,其现场安装、定位方便。在设计时应注意,柱脚的刚度是靠底板的弹性变形或塑性变形来实现的,这就意味着整个结构变形包括钢结构本身变形及底板受拉变形后引起的整体变形,如在分析内力时视外露式为刚性柱脚,设计中要考虑层间位移角限值要有一定的富裕,同时应考虑底层钢柱弯矩反弯点下移引起的柱顶弯矩增大。

根据节点设计要求,为保证罕遇地震时不发生柱脚节点先于钢柱破坏,柱脚节点连接处的极限抗弯承载能力应大于 1.2 倍钢柱的全塑性受弯承载力(Wpnx·f)才可以,常见设计方法是根据柱脚反力来确定柱脚螺栓直径、连接焊缝,这样只能保证柱脚节点在多遇地震作用下具有一定强度而不破坏,而柱脚弯矩设计值所需截面抵抗模量一般小于钢柱本身截面抵抗模量(Wx),以H628X260X10X14 工字钢为例,1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,外露式很难保证这项设计要求。而采用其它两种柱脚方式在转递钢柱内力时很容易满足前项要求,设计中传力明确、计算容易、构造简单、节省钢材。

插入式柱脚构造相比埋入式更简单,大部分书籍认为可靠性不如埋入式,建议用于单层钢结构厂房,不适合高层建筑钢结构。笔者认为在多层建筑钢结构可以采用,因为在许多工业项目中,单层厂房层高多在 1030m,厂房内设多台吊车及大量检修平台,单柱荷载及地震作用往往大于普通住宅的情况,多层住宅柱脚在概念设计和计算设计都满足规范要求的情况下,采用插入式是没有问题的。新钢结构规范也增加了插入式柱脚的设计和构造规定。

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3、楼板设计

楼板有预制楼板、现浇楼板、组合楼板等。采用预制楼板时应考虑预制板由于温度变化、荷载分布等原因,造成楼板接缝处开裂形成的单侧翼缘附加弯矩影响,即钢梁平面内整体抗弯应力与翼缘平面外抗弯应力双向组合后要满足折算应力限值,有些项目将楼板搁置在下翼缘上尤其要注意这个问题。压型钢板组合楼盖在钢结构住宅中应用很多,整体分析时要考虑组合板的各向异性对框架梁的影响,包括根据楼板设置情况确定连续板或简支板、传力路径是单向还是双向、组合钢梁是按强边还是弱边组合造成的刚度差异;楼板设计时要避免集中单向布置楼板,使结构体系形成横向或纵向承重,做到合理布置组合楼板,尽量形成双向承重结构。

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4、梁柱刚性连接设计

梁柱间刚性连接计算可按常用设计法或全截面受弯设计法进行,当钢梁翼缘的抗弯承载力大于整个截面承载力的 70%时,可采用常用设计法进行设计,小于 70%时,应采用全截面抗弯设计法,在住宅设计中,钢梁多属于前者,常用设计法计算原则为翼缘和腹板分别承担弯矩和剪力,普遍认为计算容易,结果偏于安全。事实上根据多高层房屋钢结构梁柱刚性连接节点的抗震设计和多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计,不做任何处理的将钢梁与钢柱进行栓焊等强连接是很难达到强节点弱杆件的设计要求,对加强式节点设计有设计及构造详细说明,具体做法主要有三种方式:梁端翼缘加焊楔形盖板、梁端底部加腋、犬骨式连接。通过笔者在实际应用后认为,三者都存在增加施工难度的问题。第四种方式:梁端翼缘加宽方式,但在标准图集中不作为主推形式介绍,当建筑对梁宽没有要求的情况下,这种连接方式最为实用、便捷。

三、设计标准的问题

1、“轻型”钢结构概念问题

近年来因“轻型门式刚架房屋”二字的出现,在许多设计人包括结构设计人员的头脑中形成一种轻(质量)钢材概念,一遇到附属建筑设施或看似不重要的结构时就提出用“轻钢”来解决,却不注重该部分对主体结构的效应分析,事实上结构概念设计时应清楚,“轻型”实际上是指结构承受相对较轻的荷载,住宅设计中不会因为采用钢结构而减少荷载使用标准,结构体系无论采用钢还是混凝土,构件效应分析是没有原则上区别的。

2、多高层钢结构设计区别

根据规范有关条文,包括钢结构抗震调整系数,框架柱长细比,框架构件宽厚比等控制条款,均以 12 层作为区分点,因此可以理解为高层钢结构是指 12 层以上的建筑物。高规中高层是指 10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m 的建筑,这其中包括混合结构,再参考国外部分国家高层起始高度多设在 2530 米或 8  11 层。由此看来我国的多层钢结构适用范围要高于普通结构,也高于国外标准。多高层钢结构不仅构造不同,相关抗震调系数也不同,限值差别太大,在前面表 1 已说明,笔者认为此区分过于宽泛,举例说明一下:层高平均 4m12 层建筑物高度 48米,是高规中 28 米限值的 1.7 倍,这就产生下面的问题,在混合结构中,混凝土结构应按高规构造设计,钢结构可以按多层构造设计,执行了两种标准。

3、《钢结构设计规范》

对住宅结构设计指导作用不大新版规范延续了工业建筑钢结构设计指导思想,例如在变形允许值按厂房构件进行分类,对民用建筑构件不做细分;温度区段设置要求以排架结构方式进行划分而不考虑纵横向承重体系、钢混组合结构的特点来区分,特别是强制性条文第8.1.4 条“结构应根据其形式、组成和荷载的不同情况,设置可靠的支撑系统。在建筑物的每一个温度区段或分区建设的区端中,应分别设置独立的空间稳定的支撑系统。”从文字上理解,钢结构不应该采用无支撑的纯框架结构,这显然与实际应用不符,设置支撑与否应以结构设计需要来确定,根据条文说明也可以知道这是一个原则规定,但作为强制性条文,必须严格执行值得商榷,民用建筑在使用要求上不同于工业建筑,包括一些结构体系也存在差异,应区别对待。

相比其他规范不断完善抗震部分内容,新版只在总则中提到应符合相关抗震规范的规定,似乎抗震设计在钢结构中并不重要,实际上在北岭和阪神地震后,国外开始纷纷重视钢结构抗震设计的研究,国内也有很多文章介绍,应该有很多成果可以总结成文的。我国抗震规范规定应根据抗震设防烈度采取不同的抗震措施,而钢结构抗震要求却没有任何区别也是不妥的。

四、设计钢结构住宅应尊重住宅使用的根本要求

钢结构住宅是今后发展的一个重要方向,但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分,它不是建筑使用中的主要成分,钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。对于钢结构住宅不能因为要推广钢材在建筑中的应用而简单、强行在住宅结构中使用,这样作对推广钢结构住宅没有实际意义。相对而言公建、体育场馆、工业厂房等是钢结构在建筑中最能发挥其特长的领域,近年来,我们已经深刻感觉到这种应用变化。

实用钢结构数据

对于钢结构房屋的建造,我们也有和其它建筑相同的建造过程。我们也需要进行多种核算,至于怎样把握核算的每一种数据,那可能每一个项目的要求是各不相同的。下面我们就看看怎样把握这些数据更为合理呢。

一、油漆问题:

按国家标准钢结构面积按58/吨计算;大型钢结构经验计算为25-30/吨。

单位平方米用漆量:

1*50μm厚环氧富锌底漆-----0.25/㎡。

1*100μm厚厚浆环氧云母氧化铁中间漆-----0.4/;

2*40μm厚丙稀酸脂肪族聚氨脂面漆------0.25/㎡。

1000吨钢结构预算用漆量:

厚环氧富锌底漆:1000吨×30/吨×0.25/==7500㎏;

厚厚浆环氧云母氧化铁中间漆:1000吨×30/吨×0.4/==12000㎏;

厚丙稀酸脂肪族聚氨脂面漆1000吨×30/吨×0.25/==7500

报价只是一个形式,按吨位报价是目前国标清单采用的方法,这样方便竣工结算,

计算表面积也是很简单的事情,一般算量都采用EXCELL,不同板厚的吨位都能列出来,那不同板的表面积也自然出来(不考虑板厚度方向的面积),扣除不刷油漆的部位,这样总表面积就出来了。

我们的一般做法是,计算油漆面积核算油漆成本,报价按吨位报。

若套定额也可以,但要注意较薄构件和较厚构件占的比例。

注意:C型钢按吨位算油漆不合算,主构件可以。

经测算,实际一公斤油漆能喷涂5平米,跟工人的操作方式有关

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二、一个典型厂房数据

轻钢厂房工程概算

序号项目工程量单位单价()总价(万元)

1基础垫层(C10)462.35平米10.05

2基础混凝土(C25)159.97立米10.02

3基础钢筋9.2310.00

4基础土方794.88立米10.08

5地面4044.00平米10.40含垫层结构层面层

6刚架柱(Q345)38.4810.00用钢量4.76(/)

7刚架梁(Q345)31.2210.00用钢量3.86(/)

8平台梁(Q345)110.0710.01用钢量13.61(/)

9平台柱(Q345)29.2810.00用钢量3.62(/)

10屋面支撑(Q235)2.0510.00用钢量0.25(/)

11柱间支撑(Q235)4.1510.00用钢量0.51(/)

12隅撑(Q235)0.3310.00用钢量0.04(/)

13檩条(Q235)17.4410.00用钢量2.16(/)

14墙梁(Q235)10.5910.00用钢量1.31(/)

15系杆(Q235)3.2810.00用钢量0.41(/)

16拉条(Q235)0.9710.00用钢量0.12(/)

17钢结构防火247.8610.02

18屋面工程4049.05平米10.40含屋面板及保温层

19墙体工程(板材)2410.48平米10.24含墙板及保温层

20墙体工程(砖墙)338.64平米10.03双面抹灰

21收边包角天沟等4049.05平米10.40含落水管

22高强螺栓(M20)2000.0010.20大六角(10.9)

23高强螺栓(M16)1508.0010.15大六角(10.9)

24地脚螺栓(M20)372.0010.04Q235

小计2.07(万元)

不可预见费(3.0%)0.06(万元)

合计2.13(万元)

单方造价2.64(/平米)总建筑面积8088.0(平米)

单位用钢量30.65(千克/平米)总用钢量247.9()

三、关于损耗问题

1、客户报价时一般最多加5%损耗,用Xsteel出图,加上有套料软件专人套料,买材料时板材最多取3%,型材就1%,很少出问题。

2、厂房实际料耗完全能控制在3%以下。

3、碰见懂行的报5%,不懂的就报8%

4、重钢,结构复杂的用8%

5、钢结构施工手册中有明文规定,角钢75*75以下是2.2%80*80~100*1003.5%120*120~150*1504.3%180*180~200*2004.8%,平均是3.7%;工字钢14a以下是3.2%24a以下是4.5%36a以下是5.3%60a以下是6%,平均4.75%;槽钢14a以下是3.0%24a以下是4.2%36a以下是4.8%40a以下是5.2%,平均4.3%;钢板按厚度1~5mm2.0%6~12mm4.5%13~25mm6.5%26~60mm11%,平均6%

6、在合同中,一定要明确损耗,防止以后的麻烦。

四、钢结构主要项

对于规则的厂房来说,不论重钢还是轻钢,工程量的计算也很规则,可分为以下几个系统进行计算,不会漏项的:

1、刚架系统:包括刚架柱,刚架梁,梁柱间、梁梁间、柱与基础的连接板,垫板,柱子拼接板,梁拼接板的工程量的计算。

2、柱间支撑系统:包括柱间支撑十字花、剪刀撑、水平刚性连系杆及与刚架柱连接处的连接板工程量的计算。

3、屋面支撑系统:包括屋面水平支撑,水平刚性系杆以及与刚架梁连接处的连接板工程量的计算。

4、屋面维护系统:包括屋面C型钢(根据设计不同材料的规格型号不同)、屋面檩条拉杆、屋面檩条刚性拉杆、隅撑、屋面檩托、隅撑与屋面梁连接处接点板、屋面彩瓦工程量的计算。

5、墙面维护系统:包括墙面C型钢(根据设计不同材料的规格型号不同)、墙面檩条拉杆、墙面檩条刚性拉杆、墙面檩托、山墙柱、山墙柱与刚架梁连接节点、窗框、门框、门窗框与墙梁的连接节点、墙面彩瓦工程量的计算。

6、吊车梁系统:包括吊车梁、车挡、吊车梁与刚架柱的连接节点、制动梁、轨道、轨道压件工程量的计算。

7、雨蓬系统:包括雨蓬悬挑型钢梁(主次梁)、彩瓦工程量的计算。

这里面要注意的就是对于一般的安装螺栓,我们不记数量,因为在制安的包干单价里已经包含了这部分的费用,但是对于高强螺栓应该明确其数量按照主材的范畴考虑。以上的计算程序,是我从事钢结构预算的一点心得,对于投标价,还是对于提供给技术人员编制施工方案都是一目了然的,熟练的话完成一个一般的轻钢厂房的从工程量的计算到投标报价需要1天半的时间就能搞定!分享给大家,有不足的地方请大家多多指教!还有很多心得,希望以后有机会继续和大家分享。

工程量预算一览表

一、钢柱(含檩托板)

二、上下垫块(-80×80×20-80×80×6

三、地脚螺栓

四、梁(含檩托板)

五、地脚螺母(一杆三母)

六、屋面板

七、屋面扣条

八、檩条

九、隅撑

十、直拉条、斜拉条

十一、直拉条套管

十二、系杆(连系梁)

十三、吊车梁,吊车梁连接板,拉撑

十四、墙面板

十五、收边①屋脊内板②屋脊外板③檐口滴水④山墙包角⑤墙面转角

⑥檐口与墙面交接处阴角⑦墙裙⑧门,窗⑨雨棚⑩山墙女儿墙泛水⑥女儿墙压顶

十六、高强螺栓

十七、M12普通镀锌螺栓(檩条、隅撑)

十八、拉条、拉撑普通螺母

十九、M16M20。。。普通螺栓

二十、自攻钉、拉铆钉防水胶

二十一、支撑(角钢或圆钢)

二十二、女儿墙柱

二十三、天沟(包括天沟堵头)、落水斗(圆管)

二十四、落水管、夹箍、弯头

二十五、女儿墙内板、雨棚底板、雨棚面板

二十六、山墙角钢

二十七、窗、门(门下滑、门上滑、轴承、门扇等)

五、门钢含量(不含吊车)

跨度含钢量(kg/平方米)

1210~23

1515~22

2018~24

3025~34

3628~38

4830~45

6045~60

六、彩钢板损耗

1、可以按照米或者平米算

2、屋面板的损耗用2%完全能打的住,墙板的量看图纸,要大于3%

3、损耗的费用要加在单价里,因为要是走审计的话,这个量是不认的。

七、关于C型钢的截面长度问题

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波

1C型钢的截面尺寸计算也要按其加工工艺来的,列如C200X60X20X2.5C型钢,其实它是采用宽度为340mm2.5mm厚的薄钢卷经过专用的冷弯机械压制而成的,所以具体的C行钢截面尺寸应该是所有边长之和减去4个弯角(每个弯角为5mm)。如C200X60X20X2.5C型钢截面长度为(200+60+60+20+20-20=340

2、或者C型钢下料宽度为展开宽度减掉8倍厚度,Z型钢下料宽度为板展开宽度减5倍厚度

八、栓钉的费用

有比例的,你可以安装吨位核算,栓钉厂也是安装1吨里面能制作多次成品来计算的,一般的每吨12000元,那么制作长95mm的是1万套,125mm就是8600套啦。现在北京可以按照45/套,包括磁环的价格,产品综合单价34+施工1元=45元,考虑实际情况还考虑2%的损耗

九、关于焊缝重量

1、焊缝重量一般占到构件的2%左右

2、焊缝重量一般不计入总量

3、可以就探伤费用与业主协商

十、喷砂除锈费用

钢结构喷砂达到Sa2.5级,价格大概在150-200/

十一、关于税金问题

1、建安税(小票)

建筑安装工程税金是指国家税法规定的应计入建筑安装工程造价的营业税、城市维护建设税及教育费附加

1)营业税;营业税的税额为营业税的3%

2)城市维护建设税=应纳营业税额X适用税率

纳税人在市区的按7%,在县镇的按5%,在农村的按1%

3)教育费附加为营业税的3%

为方便计算,通长合并在一起计算,以工程成本加利润为基数计算税金。即:

税金=(直接费+间接费+利润)X税率

这里的税率={1/[1-营业税税率X1+城市维护建设税税率+教育费附加税率)]-1}X100%

如果工程在市区的为:3.41%

如果工程在县镇的为:3.35%

如果工程在农村的为:3.22%

2、增值税**(大票)

因为钢结构企业是属于加工企业,因此要按加工企业的税率来收取17%的增值税,但实际上很大一部分与在买材料时已经抵扣掉了,实际为:(工程造价中的加工制作部分/1.17*17%-材料费*17%等于实际交的税金,这个数大约在3%,钢结构施工企业如果写上17%可能甲方都糊涂了,因此用工程费率表中的3.41%来取税,实际上钢结构加工企业的这个税值跟建筑行业的不一样,每个工程的税金都是根据实际情况计算出来的而不是一个定值

注:上述中的材料费是这样计算的,市场价1000元每吨,我买一吨,材料费就是1000元,不是实际支付给材料商的1017

十二、人机材比率

一般工程中,人机材比重为11.54.1

十三、防火涂料

1、分油性(薄型)和水性(厚型),一级成本在60/平米,二级成本在40/平米,太低了消防局不打点怎能通过

2、防火涂料要做实验,提前和监理沟通好,做哪些实验,是否要供货单位提供试验费

十四、运输费

1.40-50/t

十五:加工、安装费组成

钢构制造安装分为三个部分来算的:人工费,机械费,辅材费。因为结构形式,材料的大小采用的不同,成本也是不一样的;车间制造的人工费在180~280/每吨,含型钢,H钢,格构式;辅材和机械费为300~400/每吨,含下料,焊接,组拼,打磨;抛丸250/每吨左右;普通油漆200/每吨;管理费,机械折旧150,还有税金加上60/每吨;安装比较简单了,如轻钢人工费150,机械费100,辅材50300来块就可以搞定了。 

中日基坑钢结构支撑体系设计对比

我国虽然对基坑钢结构支撑的研究与应用开始较早, 然而由于政策导向、材料与人力资源成本的原因,钢结构支撑并未得到大规模推广应用, 而基坑钢结构支撑在日本已发展为主要的基坑支撑形式。

通过对比我国与日本的钢结构支撑体系设计方法,明确了两国设计方法的异同,为进一步研究与推进钢结构支撑体系在我国的应用提供了参考。

一、基坑钢支撑结构体系简介

基坑支撑系统包括钢筋混凝土支撑体系和钢结构支撑体系两种。传统的钢筋混凝土支撑体系需要较长的制作和养护时间,制作后不能立即发挥支撑作用;拆除混凝土支撑的工作量大、粉尘污染严重、振动大、噪声大,且材料不能重复使用,不符合目前绿色施工的要求。地下钢支撑系统可以很好地克服钢筋混凝土支撑系统的上述缺点,不仅如此,钢结构支撑体系可通过液压千斤顶施加预压力,实时监控并调节支撑力,实现基坑位移的严格控制,以满足基坑周边地铁、重要管线等对基坑开挖环境效应的严苛要求。

钢支撑体系由水平型钢支撑、 型钢立柱以及钢腰梁组成。与钢筋混凝土支撑体系相比,基坑钢支撑体系具有如下优点:

①自重轻、安装和拆除方便;

②施工速度快、可以重复利用;

③安装后能立即发挥支撑作用,对减小由于时间效应而产生的支护结构位移十分有效;

④可通过千斤顶施加预压力,实时监控并调节支撑力。

常见的基坑钢支撑体系有型钢支撑和钢管支撑两种

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波 型钢支撑
钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波
 钢管支撑

二、国内基坑钢支撑体系应用现状

我国于20111月出版了图集《建筑基坑支护结构构造》11SG814,该图集给出了钢支撑系统常用的技术参数与节点构造;于19999月出版并于2012年修订了行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,该标准给出了钢支撑系统的设计计算方法。

国内较早成功应用基坑钢结构支撑体系的典型案例为1998年获得北京市科技进步三等奖的北京国贸二期项目。该项目基坑东西长约256m,南北宽约51m,开挖深度18.6m,设3层水平支撑。钢支撑的布置如下:每隔8m左右布1道横撑,角部设斜撑,在基坑宽度方向设3排立柱,在支撑与立柱交汇处设系杆。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波北京国贸二期钢支撑布置平面

钢筋混凝土支撑由于刚度大、成本低、施工方法相对简单,占据了我国基坑支护的主要市场。钢支撑仅在对基坑位移要求较为严格的基坑中得到较多应用,且常采用第1道支撑为钢筋混凝土支撑,第2道支撑为钢支撑的做法。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波钢支撑与钢筋混凝土支撑结合

国内钢支撑常用的材料有钢管和型钢2种。钢管多用609钢管,型钢支撑多用H型钢,组合型钢也可作为钢支撑。钢管支撑为中心对称截面,在压力作用下平面内外稳定性一致,因而应用最为广泛。由于钢支撑的刚度约为钢筋混凝土支撑的1/5  1/10 内公认钢支撑的适用范围为跨度40m形状的规则基坑。钢支撑体系常用的平面布置形式有对撑、角撑、边桁架、边框架、圆拱形撑等。

一般情况下对于平面形状接近方形且尺寸不大的基坑,宜采用角撑;对于形状接近方形但尺寸较大的基坑,宜采用环形、边桁架支撑;对于长方形基坑,宜采用对撑或对撑加角撑。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波钢支撑典型平面布置

钢管支撑的接头形式有焊接和螺栓连接2种,螺栓连接现场拼装便捷、无焊接残余应力问问题,因而在实际应用中较为常见。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波钢管支撑螺栓连接

为克服钢支撑刚度小的缺点, 可将钢支撑与液压千斤顶配合使用, 对钢支撑施加可调节的轴压力,提高支撑的刚度。在对钢支撑施加预加力的基础上, 我国于2000年左右开始研发基坑位移监测技术,并将两种技术相结合, 形成了钢支撑轴力自动伺服系统。实现了液压千斤顶对钢支撑施加轴力的实时监测与调整。

除传统钢支撑体系外,近年来国内从韩国引进一种新型的钢支撑体系:鱼腹梁钢支撑体系。该体系通过对鱼腹梁弦上的钢绞线施加预应力,形成了大跨度的腰梁结构,经与角撑 对撑和三角形连接点组合,形成一个平面预应力支撑系统。其由鱼腹梁腰梁、 钢绞线、 三角形连接点、 预压顶紧装置、 角撑、对撑、立柱和牛腿等部件组成。该体系最大优点是支撑占空间小, 可为基坑土方开挖提供开阔的空间。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波鱼腹梁钢支撑体系

综上所述, 地下钢支撑体系在我国的研究与应用开始较早, 拥有配套的设计规范与图集, 并研发应用了配套的轴力自动伺服系统, 引进了鱼腹梁钢支撑体系。然而,由于钢筋混凝土支撑刚度大、施工简单、钢材历史价格高等原因,钢筋混凝土支撑仍然是最主要的支撑形式。钢支撑系统仅在地铁、隧道、重要管线沿线等对基坑位移要求严苛的基坑中应用较多。

三、中日基坑钢支撑体系设计方法对比

1   日本基坑钢支撑种类

根据日本的《环境基本法》、《资源有效利用促进法》,日本对建筑垃圾的主导方针是尽可能不从施工现场排出建筑垃圾。由于钢筋混凝土支撑最终需要凿除外运,形成建筑垃圾, 而钢支撑为装配式结构体系,绿色环保,可重复利用,不产生建筑垃圾。因此,基坑钢支撑体系在日本得到广泛应用,是基坑支撑的主要结构形式。

日本的基坑钢支撑体系有以下几种:水平支撑体系、拉锚体系、斜撑体系与拉杆体系。其基本结构形式如图所示。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波日本钢支撑体系基本结构形式

其中,水平支撑体系由型钢腰梁、双向水平支撑梁、端部斜撑、角撑和立柱组成。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波水平支撑体系结构组成

2   中日水平钢支撑体系设计方法对比

2.1 设计依据对比

日本的水平钢支撑设计依据为《道路土工仮設構造物工指針》;中国的基坑钢支撑设计依据为《基坑支护技术规程》 JGJ1202012 和《钢结构设计规范》 GB500172003

2.2 腰梁设计方法对比

日本将钢腰梁的计算模型简化为两端简支的压弯构件, 45°端部斜撑为例, 其计算跨度为 l1 +l2 ( 见图 轴压力的计入跨度如下图所示;中国将钢腰梁的计算模型简化为连续梁, 构件也按压弯构件计算, 但计算跨度为相邻支撑点的中心距。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波腰梁计算跨度
钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波腰梁轴压力计入范围

2.3 水平支撑设计方法对比

日本将水平支撑的计算模型简化为以支撑为支座的简支梁, 按压弯构件计算。弯矩为支撑在自重以及竖向施工荷载作用下产生的, 轴力为基坑侧壁传递的压力, 水平支撑计入侧向压力的范围。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波水平支撑计入侧向压力范围

中国也按压弯构件设计水平支撑, 但模型简化规则如下:有立柱时,宜按空间框架计算;当竖向荷载较小时,可按连续梁计算,计算跨度可取相邻立柱的中心距。

日本的水平支撑绕强轴计算长度为相邻立柱间距, 若无立柱, 则为支撑全长;中国的水平支撑绕强轴计算长度规则与日本相同。

日本的水平支撑绕弱轴的计算长度有以下几种情况:支撑两端均为基坑侧壁或立柱,计算长度为 l;支撑一端为基坑侧壁或立柱, 另一端为垂直相交的水平支撑, 计算长度为1. 5l;支撑两端均为垂直相交的水平支撑,计算长度为1. 5l

中国的水平支撑绕弱轴的计算长度规则如下:无水平支撑交汇, 取支撑实际长度;有水平支撑杆件交汇,取与支撑相交相邻水平支撑杆中心距;水平支撑交汇点不在同一平面, 取与支撑相交的相邻水平支撑杆件中心间距的1. 5 倍。

日本的水平支撑温度荷载取值为1t /℃;而中国的水平支撑温度荷载按经验取值, 长度超过40m 的支撑考虑 的支撑内力变化。

2.4 立柱设计方法对比

日本将立柱简化为轴压构件;中国的模型简化方法如下:当支撑体系按框架计算时, 将立柱简化为偏心受压构件;当支撑体系水平构件按连续梁计算时, 将立柱简化为轴心受压构件。

钢结构檩条计算演示 - wuhelo100 - 赤鱼追波
立柱计算长度

日本的立柱计算长度如图所示,中国的立柱计算长度规则如下:底层立柱计算长度至基坑底面的净高度与立柱直径或边长的 5 倍之和;其他层立柱计算长度 2 层水平支撑间的中心距。

四、总结

与传统的钢筋混凝土基坑支撑相比, 钢结构支撑具有绿色环保 可重复利用 能快速形成刚度等优点,并可通过与液压千斤顶配套使用对支撑施加并实时调整预压力。我国虽然对基坑钢结构支撑的研究与应用开始较早,然而由于政策导向、材料与人力资源成本的原因, 钢结构支撑并未得到大规模推广应用。相反, 基坑钢结构支撑在日本已发展为主要的基坑支撑形式。本文通过对比中国与日本的钢结构支撑体系设计方法,明确了两国设计方法的异同,为进一步研究与推进钢结构支撑体系在我国的应用提供了参考。

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