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        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)約用鋼量的方法及其意義分析

        2020-08-31 09:43:23緱文平
        西部論叢 2020年10期

        緱文平

        摘 要:為促進(jìn)建筑工程的良好發(fā)展,需降低建筑工程施工成本,應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引起一定的重視。鋼材作為建筑工程中重要的施工材料,應(yīng)在建筑工程設(shè)計(jì)中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)總用鋼量進(jìn)行把控,更好的降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。應(yīng)對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量的主要因素進(jìn)行探究,并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行分析,制定節(jié)約建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的對(duì)策,有效降低建筑工程建設(shè)成本,提升建筑企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)建筑工程行業(yè)的良好發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:用鋼量;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);平面布置

        引 言

        近幾年,隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷優(yōu)化,建筑行業(yè)面臨到的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較為激烈,如何降低建筑工程施工成本是建筑企業(yè)需要面臨的重要問題。鋼材作為建筑工程施工過程中應(yīng)用廣泛的材料,需對(duì)用鋼量進(jìn)行合理控制。降低建筑結(jié)構(gòu)用鋼量,不僅能降低建筑工程施工成本,還能夠降低建筑結(jié)構(gòu)自重,提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性,推動(dòng)了建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

        一、影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量的因素

        1、建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境。由于在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境進(jìn)行分析,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)需承受的外部荷載進(jìn)行良好掌控。因此,建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量產(chǎn)生極大的影響。建筑結(jié)構(gòu)承受的外力主要有:建筑結(jié)構(gòu)自重、地震作用、風(fēng)荷載、雪荷載等。如果建筑結(jié)構(gòu)所在位置地震較為頻繁、風(fēng)荷載較大,則在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要重視建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力,適當(dāng)增加建筑用鋼量,確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性。除此以外,建筑結(jié)構(gòu)周圍氣候環(huán)境如果較為惡劣,四季溫度以及晝夜溫度差異比較大時(shí),為保障建筑結(jié)構(gòu)能夠抵御溫度應(yīng)力,應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計(jì)用鋼量,保證建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全性。綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境情況嚴(yán)重影響到建筑工程設(shè)計(jì)用鋼量,應(yīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行了解,需對(duì)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行實(shí)地踏勘,做到對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量的嚴(yán)格把控。

        2、建筑物的平面設(shè)計(jì)。根據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行分析,在建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)重視建筑設(shè)計(jì)的對(duì)稱性以及規(guī)則性,進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)具有整體性。在建筑結(jié)構(gòu)受到外界因素影響比較大時(shí),使得建筑結(jié)構(gòu)平面和里面不規(guī)則時(shí),應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及地震作用力進(jìn)行重新分析以及設(shè)計(jì),提升建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的抗震性,適當(dāng)增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量。

        3、建筑結(jié)構(gòu)體系及建筑結(jié)構(gòu)方案。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前,需對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇時(shí),設(shè)計(jì)人員需對(duì)建筑結(jié)構(gòu)所在地區(qū)的抗震等級(jí)、環(huán)境情況、地質(zhì)情況進(jìn)行充分了解,確保建筑結(jié)構(gòu)體系選擇的合理性。由于不同建筑結(jié)構(gòu)體系具有不同的工作機(jī)理,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),在保證建筑結(jié)構(gòu)安全性以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇時(shí),需對(duì)多種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析,選取最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。例如:在剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí),普通剪力墻結(jié)構(gòu)用鋼量通常在50kg-70kg/㎡間,框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系用鋼量通常在90kg-120kg/㎡之間。所以在對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)前,應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系選擇部分引起一定的重視,降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量,進(jìn)而降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。

        4、建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)荷載取值進(jìn)行合理計(jì)算。首先,建筑結(jié)構(gòu)荷載取值應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)范,還需結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況,不可對(duì)荷載值隨意增加,進(jìn)而增加用鋼量。荷載越大建筑結(jié)構(gòu)的自重也越大,抗震性能隨之增加,增加了建筑結(jié)構(gòu)的配筋量。如果貿(mào)然增加建筑結(jié)構(gòu)荷載值,將會(huì)增加建筑結(jié)構(gòu)自身重量,進(jìn)而增加建筑地基荷載,提升了地基基礎(chǔ)建設(shè)的用鋼量。因此,在建筑結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格把控,確保建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)施工成本。

        二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)約用鋼量的方法

        1、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用以及建筑工程設(shè)計(jì)方案的合理性,對(duì)建筑工程造價(jià)產(chǎn)生極大的影響。因此,應(yīng)對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行一定的優(yōu)化,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選擇適用的設(shè)計(jì)方案,并在滿足建筑工程需求的基礎(chǔ)上,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量進(jìn)行一定的控制,進(jìn)而節(jié)約建筑工程施工成本。如果建筑結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用剪力墻體系時(shí),需避免過多剪力墻設(shè)置,進(jìn)而降低配筋量。應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)自重進(jìn)行控制,確保建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的合理性。

        2、應(yīng)用新型的樓蓋。由于樓蓋作為建筑工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)重量約占建筑物的25-30%。所以,應(yīng)適當(dāng)降低樓蓋的重量,降低建筑結(jié)構(gòu)的自重,降低建筑結(jié)構(gòu)的配筋量。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)中,常用的樓蓋體系為:井字樓蓋、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋以及現(xiàn)澆板式樓蓋等。其中,現(xiàn)澆板式樓蓋用鋼量較高,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋用鋼量最少。因此,在建筑工程樓蓋體系進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況,根據(jù)建筑物的用途以及性能等時(shí)機(jī)需求進(jìn)行選擇,在滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求時(shí),盡量選擇用鋼量較少的樓蓋體系。

        3、合理配置鋼筋。在建筑結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)用的鋼筋主要有三種:HPB300、HRB335、HRB400。不同鋼筋由于力學(xué)性能不同,采購(gòu)價(jià)格也存在一定的差異。其中HRB400采購(gòu)成本最高,但由于其強(qiáng)度高、韌性比較好、質(zhì)量比較小,被廣泛應(yīng)用在建筑工程施工中。由于其強(qiáng)度高于HRB335? 1.2-1.5倍,但采購(gòu)價(jià)格也高于HRB335? 1.02-1.10倍,所以設(shè)計(jì)單位在對(duì)鋼筋進(jìn)行選用時(shí),應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)部位的主要功能,并對(duì)建筑設(shè)計(jì)以及成本進(jìn)行綜合考慮,確保建筑結(jié)構(gòu)配筋的合理性。

        4、優(yōu)化對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。(1)對(duì)柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先,應(yīng)對(duì)柱、墻結(jié)構(gòu)的截面積進(jìn)行控制,可提升混凝土強(qiáng)度等級(jí)降低柱的軸壓比。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)上,盡可能減少柱子截面面積,進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)用鋼量。其次,應(yīng)對(duì)柱子布置的位置進(jìn)行控制,進(jìn)而降低柱子的偏心率,減少柱子縱向鋼筋的配置。(2)梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。應(yīng)對(duì)梁結(jié)構(gòu)截面控制進(jìn)行控制,寬度盡可能控制在350mm以下。由于超過350mm需要增加箍筋的使用量,進(jìn)而增加用鋼量。如果需要增加梁高度時(shí),可降低梁面和梁低的配筋量,但需要大量增加箍筋。因此,在對(duì)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)梁的截面積進(jìn)行嚴(yán)格控制,進(jìn)而做到對(duì)用鋼量的控制。

        三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)約用鋼量的意義

        對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼量進(jìn)行控制,可大幅度降級(jí)建筑物的自身重量,提升建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,降低地基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象的可能性,保證了建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的合理控制,還可對(duì)建筑結(jié)構(gòu)施工成本進(jìn)行嚴(yán)格把控,提高工程款的利用率,保證建筑工程施工的良好開展。

        結(jié)語(yǔ):在建筑工程結(jié)構(gòu)用鋼量進(jìn)行控制時(shí),應(yīng)先對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)體系進(jìn)行控制,確保建筑結(jié)構(gòu)體系選用存在一定的合理性。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量與建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境存在密不可分的關(guān)系,應(yīng)在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前,對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行踏勘,并對(duì)影響建筑工程結(jié)構(gòu)的因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)和立面造型、荷載取值等因素都會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼量造成一定的影響,應(yīng)制定相應(yīng)的控制用鋼方法,并在設(shè)計(jì)方案中有所體現(xiàn),確保建筑設(shè)計(jì)方案的合理性,對(duì)各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì),保證建筑結(jié)構(gòu)用鋼量控制在合理范圍之內(nèi)。

        參考文獻(xiàn)

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