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1、浅议建筑结构设计中用钢量控制 摘要：建筑物单位面积用钢量是投资方关注的一个重要技术指标，结构设计在保证结构安全并满足设计规范构造要求的前提下，如何实现用降低用钢量，本文将给予全方位的分析，希望有助于设计人员加强结构概念设计并提高设计技术水平，树立重视技术经济指标意识。关键词：建筑；结构设计；用钢量；控制中图分类号：TU318文献标识码：A引言：在整个工程造价中，结构工程的造价占整个建筑工程造价的30-60%,结构设计是否经济合理是决定工程建筑项目的投资效益的主要环节之一．结构设计中在保证结构安全、各项配筋构造符合设计规范要求的前提下
2、，如何减少用钢量，或者说如何使单位面积用钢量处于一个合理水准上，不仅是设计者的职责，而且是衡量设计单位技术水平和市场竞争力高低的重要标志。在签署委托设计合同时，内行的投资方往往提出对用钢量的限制条款，俗称“限额”设计，笔者认为一个设计作品“含钢量”的多少，往往建筑本身决定的，结构设计师的所能做的是通过专业知识对建筑的布置合理的优化，减少结构用钢量1.合理的建筑方案设计8设计阶段是决定建设项目投资控制效果的关键阶段。在方案设计阶段,结构设计工程师应尽早参与到方案设计中去,实际上就是从结构专业的角度与建筑设计人员和甲方进行沟通、交流。从方
3、案设计开始就要在平面布置、立面造型、柱网尺寸等方面提出结构设计工程师的建议和要求,以求在后期的施工图设计中为降低结构用钢量掌握主动权。方案设计应该控制以下要点:1.1建筑平面布置上力求方正规则。尽量避免出现平面不规则，,这就可以少布置或不需要布置抗扭构件来降低钢筋的使用量;控制平面长宽比。平面长宽比较大的建筑物,由于两主轴方向的整体刚度相差甚远,在水平力作用下,两向构件受力的不均匀性造成配筋不均,增加钢筋用量。1.2建筑物的体型简单规整控制高宽比。结构的侧向刚度和水平承载力沿高度宜均匀变化,层高相差不要太大,避免因为层间刚度比不满足规
4、范要求而增加抗侧力构件,从而提高钢筋用量。控制高宽比，立面的高宽比控制目的在于对高层建筑结构刚度，整体稳定，承载能力和和经济合理性的宏观控制．1.3立面上尽量少作一些通过钢筋累积起来的复杂构架、外凸较大的线条大样等对抗震及提高承载力没有任何帮助而只会提高钢筋用量的构件，建议建筑通过配色或者简约的线条来实现建筑物的美观。2.结构布置合理82.1结构选型。应根据建筑平面布置、竖向布置和使用功能要求合理选择结构体系。比较过某工程采用一托一的框架托层结构的用钢量比采用二层的框架结构要大,这是因为针对框架托层结构的底框部分《建筑抗震设计规范》规
5、定有许多的构造要求及计算要求,而上面只是托一层的砖混结构,相对来说做框架托层的经济性就不如做两层框架。由此可见,合理的结构体系对后期的施工图设计减少钢筋的用钢量有很大的帮助。2.2柱网尺寸布置和楼盖结构体系选择要合理。柱网大则楼盖用钢量增多,柱网小则柱子构件的用钢量增加,这需要结构工程师根据建筑的功能要求和经验合理布置柱网。可以通过多方案对比，综合分析出楼盖的最优含钢量．分析梁板和柱网尺寸,可以使柱、梁、板构件的受力合理,从而降低构件的用钢量。2.3抗侧力构件的位置要合理。抗侧力构件应布置在结构的周边位置,并尽量使结构的刚度中心与质量
6、中心相靠近。这样可以减少抗侧力构件的数量和结构的抗扭效应,可以使整体结构的用钢量降下来。82.4梁跨高比和板的跨厚比要合理．当梁按位移控制时(梁的剪跨比，正截面和斜截面强度及正常使用权限状态下的裂缝宽度等满足规范要求时)梁的跨度1/8-1/12可放松，在梁布置时，当次梁的荷载较小时（把隔墙荷载等效为板面荷载,其计算结果也是构造配筋），可不必墙下都布置次梁。当板跨小、布梁多时使用钢量肯定会增多,而且可能使楼面荷载多次传递,造成受力不合理。连续双向板的跨厚比实质是挠度的计算问题．在满足强度和变形的条件下，合理选用双向板的跨厚比．3.影响用
7、钢量的宏观控制影响建筑物结构用钢量的宏观因素，主要是指控制结构整体性的指标，在PKPM分析计算过程中，结果反映在位移比、层间最大位移与层高之比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、剪重比、刚重比和框架的倾覆力矩比的计算。举个简单的例子，我们在教科书上的结构都是我们俗话所说的“火柴盒”其使用功能单一，立面简单，柱网整齐，结构规则整齐，传力途径明确，很明显那是为了教学，简化的结构，这样的结构作为规则的结构，配筋将是最小的；现在建筑功能复杂，立面变化装饰变化多样，所有诸多因素，造成结构变化影响结构的不规则，各类结构不规则，在设计规范中都有相关
8、的判别计算方法，并给出了相关的加强措施，所谓加强措施，即各类结构不规则性的代价，这8些代价或是加强结构构件，或是影响部分建筑功能（如设缝等）方法较多，不足而一，简单的概括可以理解为，所有的结构不规则性都是结构为适应建筑而
