1、淺議民用建筑中含鋼量的控制摘要： 當前我國民用建筑大量采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而含鋼量是混凝土結(jié)構(gòu)工程成本中的重要部分。通過對工程設(shè)計過程的分析，提出了四階段控制的概念，即建筑方案階段、結(jié)構(gòu)方案階段、結(jié)構(gòu)計算階段、細化配筋階段。在各階段內(nèi)做好控制工作，就可以將含鋼量控制在合理的范圍內(nèi)。 關(guān)鍵詞： 含鋼量；階段控制；設(shè)計過程Abstract: the current our country civil building is used in great quantities in the steel reinforced concrete structure, and contain steel q
2、uantity is the concrete structure engineering cost to the important part. Through the analysis of the process of engineering design, puts forward four stages control concept, that is, building plan stage, structure plan stage, structural calculation, thinning stage reinforcement stage. At various st
3、ages to work in control, can will contain steel quantity control within reason.Key words: including steel quantity; Phase control; Design process中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號： 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，當今我國城鄉(xiāng)各地，各式各樣的民用建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)。高層建筑、多層建筑、地下建筑；住宅建筑、商業(yè)建筑、功能建筑等等不一而足。伴隨著巨大數(shù)量民用建筑的興建，有一個課題越來越多地被人們關(guān)注。那就是建筑工程造價的問題，簡言之即建筑成本。而在實際中占
4、大多數(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，其造價的高低很大程度上是由結(jié)構(gòu)中鋼材用量所決定的，簡稱含鋼量。而含鋼量的高低，通常在設(shè)計階段就已經(jīng)確定下來了。下面，筆者從設(shè)計角度出發(fā)，結(jié)合實際工程中的經(jīng)驗，簡要論述一下民用混凝土建筑設(shè)計過程中對含鋼量的控制。建筑方案階段的控制 建筑方案的確定，往往標志著一個工程的雛形已經(jīng)形成。大致的使用功能與建筑平、立面等要素在一定程度上都已經(jīng)確立了下來。撇開建筑地段、分類等級等不可調(diào)控的因素不談，建筑物的平、立面是否規(guī)則，是否具有合理的經(jīng)濟性能，對后面所有階段含鋼量的控制工作具有一個提綱挈領(lǐng)的作用。 首先，就是建筑方案的規(guī)則性。所謂規(guī)則性，在實際工程中主要體現(xiàn)在平面及立面兩個方面。
5、平面的規(guī)則性，包括建筑平面的整體形狀、長寬比、局部凹凸等方面；立面的規(guī)則性，包括建筑立面的高寬比、豎向構(gòu)件的連續(xù)性等方面。實際工程中發(fā)現(xiàn)，對功能相同、方案相近的兩個建筑進行比較，建筑方案局部不規(guī)則的建筑，其最終的含鋼量往往會比方案規(guī)則建筑的含鋼量高出1015個百分點甚至更多。 此外，在我國現(xiàn)有的科技與工業(yè)條件下，建筑結(jié)構(gòu)主材的選擇與性能基本上是在一定范圍內(nèi)的。在這個前提下，建筑方案中的柱網(wǎng)布置、層高總高以及開間進深等取值對結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性的影響，是有一定規(guī)律的。亦即在某種柱網(wǎng)、某種層高時，某棟建筑物的結(jié)構(gòu)是相對比較經(jīng)濟的。例如過大的柱距產(chǎn)生的大跨度框架梁、過小的柱距產(chǎn)生較密的柱網(wǎng)，都會對結(jié)構(gòu)整體的含
6、鋼量與經(jīng)濟性產(chǎn)生負面影響。 由此可見，一個建筑物含鋼量的多少，往往在建筑方案階段，就已經(jīng)定下了一個大概的范圍。想要獲得較為經(jīng)濟的含鋼量指標，在建筑方案階段就應(yīng)該充分地進行考慮。結(jié)構(gòu)方案階段的控制 當建筑方案確定后，或是與建筑方案同時進行的，就是結(jié)構(gòu)方案工作了。與建筑方案類似，結(jié)構(gòu)方案對含鋼量的控制也是起到?jīng)Q定性作用的。依據(jù)建筑方案的要求，選擇與之相適的合理的結(jié)構(gòu)方案，是在后續(xù)設(shè)計過程中控制含鋼量的前提。我認為結(jié)構(gòu)方案大致上分為結(jié)構(gòu)體系選擇與結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置兩大部分。 根據(jù)建筑物不同的功能、平立面布置、層高總高等，選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系是尤為關(guān)鍵的。例如一幢40米高的11層小高層住宅，選用剪力墻結(jié)構(gòu)就要
7、比框架結(jié)構(gòu)適宜得多；再例如一幢99米高的高層寫字樓，選用筒體結(jié)構(gòu)就要比剪力墻結(jié)構(gòu)更優(yōu)越。 此外，合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置方式，也是影響結(jié)構(gòu)含鋼量的重要因素。如豎向構(gòu)件（柱、剪力墻）的布置、樓蓋形式的選擇、主次梁的布置等方面，都會對結(jié)構(gòu)含鋼量產(chǎn)生較大影響。例如某高層住宅設(shè)計中對于剪力墻的設(shè)置，應(yīng)盡量在建筑物平面的周圈以及交通盒處布置，并盡量不采用無豎向構(gòu)件的轉(zhuǎn)角窗等不利布置，以使結(jié)構(gòu)能夠有較好的抗震抗扭轉(zhuǎn)能力；又例如某15米跨度階梯教室，應(yīng)采用井字梁樓蓋形式而不是主次梁形式，這樣可以較好地保證使用功能對房間凈高的要求，更能有效地減小該處樓蓋的鋼筋用量。 由此可知，結(jié)構(gòu)方案的確定對后續(xù)設(shè)計起到了一個靈魂
8、的作用。一個經(jīng)濟性合理的結(jié)構(gòu)方案，往往意味著對含鋼量的控制工作已經(jīng)成功了一半；而一個失敗的、不合理的結(jié)構(gòu)方案所造成的不利影響，也往往是難以在后續(xù)設(shè)計過程中給予彌補的。結(jié)構(gòu)計算階段的控制 確定了合理的方案之后，接著就是結(jié)構(gòu)計算階段。當前我國的結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)，在計算階段大部分都是使用電算軟件來輔助設(shè)計，例如PKPM軟件、廣廈設(shè)計軟件等。采用計算軟件進行電算，對縮短設(shè)計周期、計算結(jié)果的精確性有著很積極的意義。但在電算過程中，軟件有很多的可調(diào)參數(shù)需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人根據(jù)工程情況自已確定，而這些計算參數(shù)的取值與選擇，會對計算出來的結(jié)構(gòu)鋼筋用量產(chǎn)生很大的影響。拿較為普遍的PKPM軟件來說，在做某框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，
9、框架結(jié)構(gòu)的周期折減系數(shù)、地震計算各項參數(shù)、中邊梁剛度放大系數(shù)等參數(shù)的取值，都會對計算出來的配筋結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，同樣是在規(guī)范規(guī)定的取值范圍內(nèi)，某參數(shù)取上限值與下限值計算出來的配筋量可能就要相差10%或更多。還有構(gòu)件截面的選擇，有時構(gòu)件的配筋是由規(guī)范規(guī)定的最小構(gòu)造配筋決定的，而不是計算結(jié)果，在這種情況下構(gòu)件的截面是不宜做到很大的；而當構(gòu)件配筋由彎矩等計算控制時，適當增大構(gòu)件截面又會減少鋼筋的用量。又例如在做某高層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)工程的具體情況，合理地選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件砼強度等級、剪力墻厚度長短等，然后根據(jù)計算出的結(jié)果所顯示的信息，如周期、位移計算結(jié)果、結(jié)構(gòu)剛度比、剪重比等，綜合分析計算模型
10、的合理性、整體結(jié)構(gòu)是否過剛或過柔、哪些地方存在不足或過強等等。然后根據(jù)分析結(jié)果對模型進行進一步的調(diào)整，使結(jié)構(gòu)在滿足安全的要求下，也具有較好的經(jīng)濟性。此外，在合理的范圍內(nèi)盡可能選擇高性能高強度的結(jié)構(gòu)主材，對結(jié)構(gòu)含鋼量的控制也是有著積極意義的。 這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對各項規(guī)范規(guī)程、對結(jié)構(gòu)計算原理有著深刻、清晰的認識與理解，清楚了解每個計算參數(shù)的本質(zhì)意義與合理取值，并在計算過程中要做到細心、大膽，對計算結(jié)果進行細致的分析，對計算模型中不合理之處進行大膽的調(diào)整。只有這樣才能在結(jié)構(gòu)計算階段，最大限度地對結(jié)構(gòu)的含鋼量予以控制。細化配筋階段的控制 當結(jié)構(gòu)計算完成后，就到了畫施工圖階段了。在這個階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計
11、人會根據(jù)之前的計算結(jié)果、規(guī)范相關(guān)構(gòu)造要求以及自己的一些習(xí)慣做法，對建筑物的各處配筋進行設(shè)計。但即使是相同的計算結(jié)果，由不同的設(shè)計人來設(shè)計配筋時結(jié)果也往往會有所差異，主要體現(xiàn)在鋼筋用量的多少上。具體來說，就是在畫圖過程中，不要人為地調(diào)大計算配筋結(jié)果，對拿不準的部分構(gòu)件可采用多種計算方式進行復(fù)核，而不要一味地增大鋼筋；在規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造配筋范圍內(nèi)，合理地選擇含鋼量較低的方式；細致區(qū)分各結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋的大小，不要進行過多的歸并而增加不必要的鋼筋用量。類似的措施有很多，每位結(jié)構(gòu)設(shè)計人都應(yīng)根據(jù)自己的工程經(jīng)驗，有一定的控制方法。 綜上，在我國現(xiàn)階段的民用建筑設(shè)計中，對工程含鋼量的控制要在以上四個階段進行，各個階段是相輔相成、缺一不可的。只有在各控制階段都把工作做好，才能將工程的含鋼量控制在一個安全、經(jīng)濟、合理的范圍內(nèi)。參考文獻1GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2011.2GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2010.3 JGJ3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.中國建筑工業(yè)出版社，2011.
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