浅谈结构设计过程中含钢量控制-
最后更新时间：2024-02-12
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论文导读：造价。框支转换结构较落地剪力墙结构造价高，短肢剪力墙较剪力墙结构钢筋含量高，详见图一。方案一钢筋含量为0.245吨；方案二钢筋含量为0.216吨。且施工过程中方案二施工快，质量好控制。宜尽量减少短肢剪力墙，墙肢布置均匀，且满足8倍墙宽墙肢受力合理，竖向配筋率及暗柱配筋率均较低，且墙体水平筋一般为构造配筋。建筑平面凸
【摘要】设计阶段对工程造价影响，结合工程经验将相应影响因素总结，采用合理的结构形式，同时结构构件布置合理、构造措施的合理运用等措施降低建筑结构含钢量，可供相关人员参考。
【关键字】含钢量；结构布置；构造措施；优化设计
建筑结构用钢量直接影响建筑工程造价，结构设计专业如何既做到建筑物安全实用又经济合理，结合实际工程项目总结了降低含钢量措施：
1.合理选择结构形式直接影响工程造价。框支转换结构较落地剪力墙结构造价高，短肢剪力墙较剪力墙结构钢筋含量高，详见图一。
方案一钢筋含量为0.245吨；方案二钢筋含量为0.216吨。且施工过程中方案二施工快，质量好控制。宜尽量减少短肢剪力墙，墙肢布置均匀，且满足8倍墙宽墙肢受力合理，竖向配筋率及暗柱配筋率均较低，且墙体水平筋一般为构造配筋。建筑平面凸凹不平，结构墙体无法贯通时，为满足抗震验算，相应构件配筋率也将增大。如八度区多层办公用房，尽量布置成框架-剪力墙结构，既能满足大空间使用要源于：7彩论文网免费论文网站www.7ctime.com
求，又能满足抗震设防要求，性价比较高。
2.抗侧力构件布置要合理。如剪力墙宜布置在结构周边、对称、均匀。尽量调整结构的刚度中心与质量中心重合，这样大大减少结构扭转效应，使抗侧力构件布置恰到好处，少但够用，这样亦使钢材及混凝土用量减少，节约成本。
3.建筑功能分隔及装饰材料的影响。建筑设计时，要尽量选择重量比较轻的材料。重量轻，结构荷载小，结构构件受力小，地震作用减小，钢筋用量也小，梁、柱截面及基础设计能够减小截面及配筋。
4.受力钢筋尽量采用高强度钢筋来节省用钢量效果是很明显的，比如用HRB400。HRB400较HPB300钢筋抗拉强度设计值大（360/270=）1.33倍；HRB400较HRB335钢筋抗拉强度设计值大（360/300=）1.20倍。构造配筋由于不因强度高而少配，故可采用低强度钢筋，如分布筋、温度筋及墙体拉筋等。
5.在受压构件中如果采用高强度混凝土，相应受力钢筋也会减少。如工程中地下车库混凝土柱采用C30,配筋量为12根钢直径22mm；采用C35混凝土，配筋量为12根钢直径18mm。
6. 楼板板厚不同，钢筋用量也不同。对于4m左右的双向板板跨，其板内钢筋一般是由最小配筋率0.2%控制，而减小板厚就可以节省钢筋，一般板混凝土采用C30或C25。目前的板跨4m左右的板厚基本上由板内的管线来决定，一般不小于110mm厚，习惯上都不小于120mm。当板厚为110mm时，可以满足板内管线一次交叉，对于普通的住宅110mm板厚一般都满足走管线的要求，楼梯间管井处局部不满足，局部加厚为150mm厚。110mm板厚下铁用D8@200（未注明受力钢筋均为HRB400级）就可以满足最小配筋率要求，而且还可以考虑支座往跨中调幅，尤其是板内分布钢筋可以用φ6.5@200，满足板厚的15%等构造要求。如果板内管线要求板厚采用120mm，则板下铁可以用D8@200，而分布钢筋则要用φ8@200，与φ6.5@200相比，分布钢筋的面积大了30%。当管线要求板厚为130mm时，板下铁用D8@200已经不满足最小配筋率的要求，可以采用D8@180或D8@150。由此可见，对于十字梁或井字梁划分后的楼板，跨度不大等住宅项目，板钢筋由最小配筋率控制，花时间与相关专业落实一下板厚，可以达到减少钢筋的目的。
7.梁高不同，用钢量也不同。比如对于8m左右的柱跨，次梁用550高与600高效果便不同，表面上来看，600高的梁计算高度比550大，可以省钢筋，但一般楼板不超过150mm时，600高的梁要增加腰筋。大家可以计算比较一下，当办公等荷载不大时，600高的次梁比550高的次梁纵筋近节省1cm2，但其增加的腰筋就不止这个面积了，尤其是次梁宽度为300mm或者更宽时，腰筋的梁更多。因此，需要设置腰筋的梁注意一下梁宽，梁越宽，腰筋量越大。当梁宽大于350mm时，按构造要求箍筋必须为4肢箍，箍筋用量相应增加。根据《建筑抗震设计规范》6.3.3条规定，尽量避免梁端纵向受拉钢筋配筋率>2%，如大于2%，构造箍筋直径应较表6.3.3中数值增大2mm，从而造成箍筋用量增加。
8.对于8m左右的柱跨，井字梁不一定比十字梁经济。首先从楼板来讲，板跨不大时，板筋主要由最小配筋率来控制，板厚由板内管线来控制，一般不会小于100mm厚，井字梁并不能比十字梁减小板厚，减小自重，或减小钢筋。而且考虑加工损耗、板上铁向下弯钩、板上铁长度取整数等因素，井字梁的楼板并不一定能省钢筋。其次从次梁来讲，楼板荷载不大时，十字梁的钢筋并不太大，井字梁的次梁由于数量多，很难比十字梁的次梁省，第三从主梁来说，对于普通的楼面，井字梁的主梁比十字梁的主梁节省不了多少钢筋。但从梁板的支模、绑钢筋、施工进度等方面来讲，十字梁肯定比井字梁占有优势。
9.施工过程更影响。很多工程造价增多在设计变更期间也很常见。在施工初期应加强图纸会审环节，重视施工交底内容，从开始就严格控制质量。现场发现问题无论是施工方理解问题还是设计方考虑不周问题，由于工期及相关条件的制约，需要及时解决，此时一般处理意见均相对保守。如钢筋直径代换，在保证强度、裂缝、抗变形等方面性能均不应低于原设计，故代换后的钢筋用量也相应增加。
综合以上几点，在设计过程中，通过建筑结构设计人的细致工作，优化设计，多方面进行控制结构构造，可以降低结构钢筋含量，控制好建筑成本。虽然本文提出了一些降低含钢量的措施，但并不提倡含钢量越少越好。结构设计终要做到安全、实用、经济、合理。
参考文献
建筑抗震设计规范 GB50011-2010
混凝土结构设计规范 GB50010-2010
[3]高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
[4]建筑地基基础设计规范 GB50007-2011
[5]建筑结构荷载规范 GB50009-2001 （2006年版）
[6]砌体结构设计规范 GB50003-2011
[7]Pkpm系列软件
【摘要】设计阶段对工程造价影响，结合工程经验将相应影响因素总结，采用合理的结构形式，同时结构构件布置合理、构造措施的合理运用等措施降低建筑结构含钢量，可供相关人员参考。
【关键字】含钢量；结构布置；构造措施；优化设计
建筑结构用钢量直接影响建筑工程造价，结构设计专业如何既做到建筑物安全实用又经济合理，结合实际工程项目总结了降低含钢量措施：
1.合理选择结构形式直接影响工程造价。框支转换结构较落地剪力墙结构造价高，短肢剪力墙较剪力墙结构钢筋含量高，详见图一。
方案一钢筋含量为0.245吨；方案二钢筋含量为0.216吨。且施工过程中方案二施工快，质量好控制。宜尽量减少短肢剪力墙，墙肢布置均匀，且满足8倍墙宽墙肢受力合理，竖向配筋率及暗柱配筋率均较低，且墙体水平筋一般为构造配筋。建筑平面凸凹不平，结构墙体无法贯通时，为满足抗震验算，相应构件配筋率也将增大。如八度区多层办公用房，尽量布置成框架-剪力墙结构，既能满足大空间使用要源于：7彩论文网免费论文网站www.7ctime.com
求，又能满足抗震设防要求，性价比较高。
2.抗侧力构件布置要合理。如剪力墙宜布置在结构周边、对称、均匀。尽量调整结构的刚度中心与质量中心重合，这样大大减少结构扭转效应，使抗侧力构件布置恰到好处，少但够用，这样亦使钢材及混凝土用量减少，节约成本。
3.建筑功能分隔及装饰材料的影响。建筑设计时，要尽量选择重量比较轻的材料。重量轻，结构荷载小，结构构件受力小，地震作用减小，钢筋用量也小，梁、柱截面及基础设计能够减小截面及配筋。
4.受力钢筋尽量采用高强度钢筋来节省用钢量效果是很明显的，比如用HRB400。HRB400较HPB300钢筋抗拉强度设计值大（360/270=）1.33倍；HRB400较HRB335钢筋抗拉强度设计值大（360/300=）1.20倍。构造配筋由于不因强度高而少配，故可采用低强度钢筋，如分布筋、温度筋及墙体拉筋等。
5.在受压构件中如果采用高强度混凝土，相应受力钢筋也会减少。如工程中地下车库混凝土柱采用C30,配筋量为12根钢直径22mm；采用C35混凝土，配筋量为12根钢直径18mm。
6. 楼板板厚不同，钢筋用量也不同。对于4m左右的双向板板跨，其板内钢筋一般是由最小配筋率0.2%控制，而减小板厚就可以节省钢筋，一般板混凝土采用C30或C25。目前的板跨4m左右的板厚基本上由板内的管线来决定，一般不小于110mm厚，习惯上都不小于120mm。当板厚为110mm时，可以满足板内管线一次交叉，对于普通的住宅110mm板厚一般都满足走管线的要求，楼梯间管井处局部不满足，局部加厚为150mm厚。110mm板厚下铁用D8@200（未注明受力钢筋均为HRB400级）就可以满足最小配筋率要求，而且还可以考虑支座往跨中调幅，尤其是板内分布钢筋可以用φ6.5@200，满足板厚的15%等构造要求。如果板内管线要求板厚采用120mm，则板下铁可以用D8@200，而分布钢筋则要用φ8@200，与φ6.5@200相比，分布钢筋的面积大了30%。当管线要求板厚为130mm时，板下铁用D8@200已经不满足最小配筋率的要求，可以采用D8@180或D8@150。由此可见，对于十字梁或井字梁划分后的楼板，跨度不大等住宅项目，板钢筋由最小配筋率控制，花时间与相关专业落实一下板厚，可以达到减少钢筋的目的。
7.梁高不同，用钢量也不同。比如对于8m左右的柱跨，次梁用550高与600高效果便不同，表面上来看，600高的梁计算高度比550大，可以省钢筋，但一般楼板不超过150mm时，600高的梁要增加腰筋。大家可以计算比较一下，当办公等荷载不大时，600高的次梁比550高的次梁纵筋近节省1cm2，但其增加的腰筋就不止这个面积了，尤其是次梁宽度为300mm或者更宽时，腰筋的梁更多。因此，需要设置腰筋的梁注意一下梁宽，梁越宽，腰筋量越大。当梁宽大于350mm时，按构造要求箍筋必须为4肢箍，箍筋用量相应增加。根据《建筑抗震设计规范》6.3.3条规定，尽量避免梁端纵向受拉钢筋配筋率>2%，如大于2%，构造箍筋直径应较表6.3.3中数值增大2mm，从而造成箍筋用量增加。
8.对于8m左右的柱跨，井字梁不一定比十字梁经济。首先从楼板来讲，板跨不大时，板筋主要由最小配筋率来控制，板厚由板内管线来控制，一般不会小于100mm厚，井字梁并不能比十字梁减小板厚，减小自重，或减小钢筋。而且考虑加工损耗、板上铁向下弯钩、板上铁长度取整数等因素，井字梁的楼板并不一定能省钢筋。其次从次梁来讲，楼板荷载不大时，十字梁的钢筋并不太大，井字梁的次梁由于数量多，很难比十字梁的次梁省，第三从主梁来说，对于普通的楼面，井字梁的主梁比十字梁的主梁节省不了多少钢筋。但从梁板的支模、绑钢筋、施工进度等方面来讲，十字梁肯定比井字梁占有优势。
9.施工过程更影响。很多工程造价增多在设计变更期间也很常见。在施工初期应加强图纸会审环节，重视施工交底内容，从开始就严格控制质量。现场发现问题无论是施工方理解问题还是设计方考虑不周问题，由于工期及相关条件的制约，需要及时解决，此时一般处理意见均相对保守。如钢筋直径代换，在保证强度、裂缝、抗变形等方面性能均不应低于原设计，故代换后的钢筋用量也相应增加。
综合以上几点，在设计过程中，通过建筑结构设计人的细致工作，优化设计，多方面进行控制结构构造，可以降低结构钢筋含量，控制好建筑成本。虽然本文提出了一些降低含钢量的措施，但并不提倡含钢量越少越好。结构设计终要做到安全、实用、经济、合理。
参考文献
建筑抗震设计规范 GB50011-2010
混凝土结构设计规范 GB50010-2010
[3]高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
[4]建筑地基基础设计规范 GB50007-2011
[5]建筑结构荷载规范 GB50009-2001 （2006年版）
[6]砌体结构设计规范 GB50003-2011
[7]Pkpm系列软件