杜振平

摘要：本文主要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的含鋼量問題進(jìn)行了說明，對影響含鋼量的主要因素以及控制含鋼量的方法都進(jìn)行了分析說明。最后給出了含鋼量控制的建筑實例。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;含鋼量;控制

前 ?言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國的房地產(chǎn)建筑事業(yè)也呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的勢頭。由于目前我國土地價格的持續(xù)增長，建筑材料的價格也有一定幅度的提升，為了盈利的最大化，開發(fā)商們對建筑設(shè)計的要求不斷提高，對建筑材料的選擇，施工工藝和建筑設(shè)計的優(yōu)化尤其重視，尤其是對建筑材料的合理使用，科學(xué)規(guī)范提出了更高的要求。在建筑材料中，開發(fā)商特別的對結(jié)構(gòu)設(shè)計中含鋼量的控制提出了指標(biāo)，控制建筑結(jié)構(gòu)含鋼量的控制成了開發(fā)商節(jié)約成本的有效途徑。由于建筑工程設(shè)計階段是整個建筑工程的關(guān)鍵階段，它控制影響著后續(xù)工程造價的估算，而且建筑單方造價中結(jié)構(gòu)主體部分約占總造價的 50%-70%， 結(jié)構(gòu)主體造價中鋼筋與混凝土的用量占主要部分， 而這其中結(jié)構(gòu)含鋼量的高低則成為了成本控制的主要因素。

一、影響結(jié)構(gòu)含鋼量的主要因素

1.建筑平面布置盡量簡單， 對凹凸部分要進(jìn)行控制， 避免出現(xiàn)復(fù)雜的平面形狀，以影響建筑含鋼量的控制。 如果建筑物的平面凹凸比較多時，不僅費(fèi)時費(fèi)力，而且還增加了建筑面積，這樣就會使得在設(shè)計時要盡量的增加一些鋼含量來使這些凹凸面更加的穩(wěn)固，同時，凹凸面的設(shè)計也會對其他建筑材料提出較高的要求，比如建筑的保溫，采光等都要考慮到凹凸面，這樣一下就增加了設(shè)計建筑成本，不能有效的對建筑的含鋼量進(jìn)行控制。

2.建筑物所在地區(qū)的地震強(qiáng)度不同，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計含鋼量也就會不同。建筑物按抗震設(shè)防烈度7度與8度設(shè)計時， 結(jié)構(gòu)所承受地震作用相差 30%-50%。不同地區(qū)的建筑的防震強(qiáng)度是不一樣的，因此其抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計業(yè)就會不一樣，地震頻繁，強(qiáng)度高的地區(qū)對建筑物的要求就比較高，對其含鋼量的控制也不會一樣。一般來說，地震頻發(fā)地區(qū)建筑物的構(gòu)造考慮的因素比較多，設(shè)計的問題也比較復(fù)雜，對鋼筋的構(gòu)造要求也比較多，對其質(zhì)量要求也比較高，一般這種地區(qū)的建筑物的含鋼量都比較高。但是這種含鋼量高是為了保護(hù)人民群眾的生命財產(chǎn)安全，即使成本大一些也是值得的。

3.不同類別的建筑場其建筑結(jié)構(gòu)也不一樣，而其中的建筑需要的承載力也不一樣，這就會導(dǎo)致相同建筑在不同的建筑場地所要求的含鋼量會不一樣，而且地基承載力也會隨著場地的不同要求不一樣，而且承載力的大小是與建筑的混凝土與鋼結(jié)構(gòu)共同決定的，這二者的合理規(guī)劃也會讓建筑結(jié)構(gòu)在不同的場地中能以更堅固更美觀的方式存在，同時含鋼量的多少也會影響這建筑成本的多少，所以在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中要實事求是，根據(jù)建筑場地類別和地基承載力的大小來確定含鋼量的多少。

4.要科學(xué)合理地控制建筑物的高度。雖然隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，建筑用地的逐漸緊缺，土地價格也在不斷的攀升，但是這不并不意味著建筑開發(fā)商在一塊地皮上可以建造自己想要的高層建筑。建筑物的高度是有一定的限定的，而且對其強(qiáng)度要求也不一樣，層數(shù)越多點(diǎn)建筑，對其的抗震強(qiáng)度要求就比較高，從而對其中的含鋼量的要求也會不一樣，對鋼筋的質(zhì)量要求也會不一樣，而地下室的建造也是需要考慮其嵌固條件，根據(jù)實際情況來確定地下室的抗震強(qiáng)度，確定建筑結(jié)構(gòu)含鋼量的多少。

5.在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，其中的建筑載荷的取值要規(guī)范，要根據(jù)實際情況來確定并且還不能出了規(guī)定的范圍。通常在結(jié)構(gòu)承受載荷的計算中都要考慮到鋼筋的影響，尤其是其中的一些主要配筋的主要結(jié)構(gòu)，一定按規(guī)范操作，否則后果不堪設(shè)想。而且在設(shè)計的過程中要根據(jù)現(xiàn)實中的有利條件和不利條件科學(xué)合理的規(guī)劃，比如對建筑抗震載荷的要求就可以采用中震彈性或中震不屈服設(shè)計，這樣就可以增強(qiáng)重要構(gòu)件的安全性。

二、控制含鋼量的方法分析

1.與有實力有信譽(yù)的設(shè)計單位合作

開發(fā)商在選擇設(shè)計單位時一定要選擇有實力有信譽(yù)，并且評價好的設(shè)計單位合作，這樣的設(shè)計單位往往效率比較高，比較容易設(shè)計出優(yōu)秀的科學(xué)的符合開發(fā)商品味的建筑框架圖，并且在滿足開發(fā)商基本要求的同時可以最大限度的控制建筑物的含鋼量。

2.根據(jù)計算結(jié)果確定含鋼量

2.1 柱配筋。設(shè)計人員在設(shè)計的過程中要了解掌握實際中的混凝土造價和混凝土的強(qiáng)度，通過其來設(shè)計分析出科學(xué)合理的軸壓比和柱墻截面，不要讓柱配筋由內(nèi)力來控制其中的配筋，而是應(yīng)該使大部分柱配筋都是依靠著構(gòu)造配筋來支配的，而且設(shè)計人員選材時要盡量選用強(qiáng)度較高的材料。

2.2 梁配筋

2.2.1 設(shè)置框架梁架立筋。沿梁全長的底面和頂面的配筋應(yīng)至少各配置兩根縱向鋼筋，而且不應(yīng)小于梁兩端的底面和頂面最大截面的 1/4。而且當(dāng)梁的跨度大于4m 時，梁的架立筋達(dá)到《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定指數(shù)就可以。

2.2.2 磚混結(jié)構(gòu)的設(shè)定。在進(jìn)行多層磚混住宅樓設(shè)計時，設(shè)計磚墻上的梁時一般都是依照著非框架的梁結(jié)構(gòu)來做參考的，主要是由于負(fù)責(zé)設(shè)計的工作人員在設(shè)計時想要減輕相關(guān)的工作量。

2.3 板配筋

2.3.1 Ⅲ級鋼的特點(diǎn)。Ⅲ級鋼筋是一種新型的鋼筋，它比老式的Ⅰ、Ⅱ級鋼筋無論是在強(qiáng)度還是延展性上都要強(qiáng)，其性價比非常高。在以前，建筑公司都是采用老式的Ⅰ級鋼筋，主要是其價格便宜，在建筑上的強(qiáng)度雖然達(dá)不到一些要求較高的建筑，但是在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的建筑建設(shè)中用的還是比較多。但是隨著國家在這方面的規(guī)范不斷提高，節(jié)約資源的意識也在不斷的要求加強(qiáng)，雖然Ⅲ級鋼筋在價格上要貴，但是其性價比是非常高的，需要好幾根低級的鋼筋要達(dá)到的強(qiáng)度可能只需要1根Ⅲ級鋼筋，而且在當(dāng)今社會各方面都要求比較高的情況下，適當(dāng)?shù)倪x擇Ⅲ級鋼筋來投入的建筑當(dāng)中是非常的劃算的。

三、工程實例的分析

以我國內(nèi)陸某城市的建筑項目為例。此項目為一個小區(qū)的建筑工程，總共有8棟樓的建筑量，這8棟樓都是要求有30層的高度，并且還有2層地下室。這地下2層是為車庫設(shè)計的，這2層的高度分別為3.9m和4.8m，并且第一層要架空，高度為6m，第二層及其以上為人們的住宅。通過詳細(xì)的計算，這項工程的總建筑面積為12萬m2。這項工程的建筑類別為丙類。在此例中，我們選取一個標(biāo)準(zhǔn)層平面圖來說明問題。

1.在建筑結(jié)構(gòu)體型設(shè)計上控制含鋼量

這項建筑工程從圖1可以看出其左右兩側(cè)的建筑時通過電梯和樓梯來連接的，而且整個平面結(jié)構(gòu)的布置顯得恨不規(guī)則，其凹凸面比較多，受力比較復(fù)雜，最主要的是這樣設(shè)計顯得整個建筑的中間部位比較單薄，可能會承受的力不足，于是經(jīng)過實際勘察，與建筑方進(jìn)行協(xié)調(diào)，在中間部位加上樓板，同時端部由短肢剪力墻改為剪力墻，控制結(jié)構(gòu)墻體剛度，保證墻的數(shù)量最適中，而且其層間的位移角也接近國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.在建筑中緊摳墻柱和梁配筋

這項工程的剪力墻和板配筋受力是符合構(gòu)造要求的，通過設(shè)計人員的實際測量考察，決定按規(guī)范最小配筋率進(jìn)行設(shè)計，例如：加強(qiáng)區(qū)200厚和250厚剪力墻水平筋Φ10@150改為 Φ10@200，非加強(qiáng)區(qū)200厚剪力墻水平筋 Φ8@150改為Φ8@200，豎向筋Φ10@200改為Φ10/Φ8@200，梁配筋將30層分9段進(jìn)行設(shè)計。

3.建筑經(jīng)過合理控制含鋼量后經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（見下表）

[方案＼&含鋼量（kg/m2）＼&墻＼&梁＼&板＼&總計＼&原方案＼&30.233＼&17.685＼&9.189＼&57.107＼&優(yōu)化后＼&26.872＼&15.466＼&8.970＼&51.308＼&]

由此表可以看出，在保證建筑質(zhì)量的情況下，優(yōu)化后的含鋼量明顯比原方案少了很多，節(jié)約了資源，縮小了成本。

四、結(jié)束語

隨著我國社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展，城市的用地越來越顯得珍貴，現(xiàn)在的建筑也在盡量的忘高層發(fā)展，但是，無論是對低層建筑還是高層建筑都要做好其結(jié)構(gòu)設(shè)計含鋼量的控制?？茖W(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計，最大程度上進(jìn)行含鋼量的控制，這不僅是設(shè)計工程師的問題，也是業(yè)主與各技術(shù)人員的問題。而且含鋼量的控制也不只是設(shè)計之初要涉及的問題，它是貫穿整個設(shè)計過程的，科學(xué)規(guī)范，合理布局，恰當(dāng)?shù)氖褂觅Y源，把安全和經(jīng)濟(jì)始終作為工作的重心，這樣才能使我國的建筑行業(yè)不斷的進(jìn)步與發(fā)展。