摘要：影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的因素，首先是建筑物的體型(平面長(zhǎng)度尺寸及長(zhǎng)寬比、豎向高寬比、立面形狀等)，其次是柱網(wǎng)尺寸、層高以及主要抗側(cè)力構(gòu)件所在位置等。對(duì)于限額設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，建筑專(zhuān)業(yè)對(duì)這點(diǎn)應(yīng)該有清晰的認(rèn)識(shí)，在方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)盡量避免這些不利因素。

　　關(guān)鍵詞：采礦中級(jí)工程專(zhuān)業(yè)論文,用鋼量,宏觀(guān),鋼結(jié)構(gòu)

　　引言：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前現(xiàn)代建筑中普遍以及常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，如何降低用鋼量也是廣大結(jié)構(gòu)工程師探討和研究的課題，以力學(xué)概念和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),從結(jié)構(gòu)整體和局部?jī)蓚�(gè)方面，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的宏觀(guān)因素作出分析，以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

　　一、影響用鋼量的宏觀(guān)因素：

　　1、平面長(zhǎng)度尺寸：即結(jié)構(gòu)單元是否超長(zhǎng)，當(dāng)建筑物較長(zhǎng)，而結(jié)構(gòu)又不設(shè)永久縫時(shí)就成為超長(zhǎng)建筑。超長(zhǎng)建筑由于必須考慮混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，它相對(duì)于非超長(zhǎng)建筑主要對(duì)待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，其單位面積用鋼量顯然要多些。

　　2、平面長(zhǎng)寬比：平面長(zhǎng)寬比較大的建筑物，不論其是否超長(zhǎng)，由于兩主軸方向的動(dòng)力特性(也即整體剛度)相差甚遠(yuǎn)，在水平力(風(fēng)力或地震)作用下，兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的增加使得構(gòu)件配筋量加大。

　　3、豎向高寬比：這主要針對(duì)高層建筑而言，高寬比大的建筑其結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性肯定不如高寬比小的建筑，為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定并控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，勢(shì)必要設(shè)置較剛強(qiáng)的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，這類(lèi)構(gòu)件的增多自然使得用鋼量增多勻，使得其單位面積用鋼量相對(duì)于平面長(zhǎng)寬比接近的建筑物要多。

　　4、立面形狀：這是指豎向體型的規(guī)則性和均勻性，即外挑或內(nèi)收程度以及豎向剛度有否突變等。如側(cè)向剛度從下到上逐漸均勻變化，則其用鋼量就較少，否則將增多，較典型的有豎向剛度突變的設(shè)轉(zhuǎn)換層的高層建筑。

　　5、平面形狀：若平面較規(guī)則、凹凸少則用鋼量就少，反之則較多，每層面積相同或相近而外墻長(zhǎng)度越大的建筑，其用鋼量也就越多，平面形狀是否規(guī)則不僅決定了用鋼量的多少，而且還可衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)劣，從這點(diǎn)上分析得知用鋼量節(jié)約的結(jié)構(gòu)其抗震性能未必就低。

　　6、柱網(wǎng)尺寸：包括柱網(wǎng)絕對(duì)尺寸及其疏密程度，它直接影響到樓蓋梁板的結(jié)構(gòu)布置。一般而言，柱網(wǎng)大的樓蓋用鋼量較多，反之雖則較少，但同時(shí)因柱數(shù)增多而使柱構(gòu)件用鋼量增加，其中柱端及梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)加密箍筋的增加量幾乎占全部增加量的50%。柱網(wǎng)尺寸較均勻一致不僅使結(jié)構(gòu)(包括柱和梁)受力合理，而且其用鋼量要比柱網(wǎng)疏密不一的要節(jié)省。

　　7、層高：對(duì)于高層建筑而言，層高與用鋼量之間很難確定某種關(guān)系，換言之不能肯定層高對(duì)用鋼量的影響究竟有多大。就柱的箍筋而言，總高度相同的建筑物，層高較小即層數(shù)較多，其配筋量反而較多，但按單位面積攤銷(xiāo)后其用鋼量可能反而更少。至于跨層柱，由于其受力的復(fù)雜性以及截面較大，用鋼量一般比正常層高的柱要多。

　　二、影響用鋼量的微觀(guān)因素：

　　影響建筑物結(jié)構(gòu)用鋼量的微觀(guān)因素主要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作上，首先是結(jié)構(gòu)布置，其次是結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)件的配筋構(gòu)造。

　　1、豎向構(gòu)件布置：有關(guān)柱網(wǎng)大小和疏密，基本上在建筑方案階段已經(jīng)確定，抗震墻的合理數(shù)量及合適位置一般也在結(jié)構(gòu)工種介入方案設(shè)計(jì)過(guò)程中得到確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作就是合理地確定墻柱截面，墻柱一般是壓彎構(gòu)件，其配筋量在多數(shù)情況下至少是多數(shù)部位都采用構(gòu)造配筋，因此在其混凝土強(qiáng)度等級(jí)合理取值且滿(mǎn)足軸壓比要求的前提下，墻柱截面不宜過(guò)大，否則用鋼量將隨其截面增大而增加。

　　2、如果是高層建筑，墻柱截面還有一個(gè)收級(jí)問(wèn)題。從節(jié)省用鋼量的角度出發(fā)，墻柱截面應(yīng)盡量小，只要符合50mm模數(shù)，幾乎可以每層都收級(jí)，但從結(jié)構(gòu)整體特別是從施工角度考慮，一幢高層建筑的墻柱截面變化過(guò)于頻繁、截面種類(lèi)過(guò)多卻不科學(xué)，這種只看局部不顧整體、因小失大的做法是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

　　3、水平構(gòu)件布置：通常指的是樓層梁板構(gòu)件，其布置原則首先是受力傳力合理，其次是使用效果(包括視覺(jué)效果)良好，最后才是用鋼量的節(jié)省，設(shè)計(jì)中不能本末倒置。對(duì)于公共建筑的樓層，如結(jié)構(gòu)單元兩向主軸尺寸相近，則以?xún)上蚓�字次梁布�?如兩向主軸尺寸相差甚大，則區(qū)分主、次框架，以典型的交梁樓蓋布置，其中板跨控制在約3~4米左右，板厚取100~120mm,對(duì)于住宅建筑，在3-4.5米正常開(kāi)間情況下，樓板厚度為100-120MM,應(yīng)盡量增大板跨，而沒(méi)必要也不應(yīng)凡遇隔墻就設(shè)梁。當(dāng)采用高強(qiáng)鋼筋時(shí)，應(yīng)使板的配筋由內(nèi)力控制而非按構(gòu)造配筋，否則將得不償失。

　　4、鋼筋直徑的選用：盡量選用直徑較小的鋼筋，一方面在滿(mǎn)足計(jì)算結(jié)果的要求下超配的不多，另一方面其錨固長(zhǎng)度、搭接長(zhǎng)度也比大直徑的鋼筋要短;且受力均勻，能更好地保證與混凝土的共同作用。

　　三、影響用鋼量的其它因素：

　　結(jié)構(gòu)用鋼量的多少還與建筑物抗震等級(jí)有關(guān)，相同的建筑物，設(shè)計(jì)8度抗震的肯定比7度抗震的用7度鋼量多，這是不言而喻的，因此比較用鋼量時(shí)應(yīng)在相等或相近的條件下進(jìn)行，否則將無(wú)法得出準(zhǔn)確答案。即使抗震烈度相同，相同類(lèi)型的建筑物所處的場(chǎng)地情況和基礎(chǔ)型式不同，其用鋼量也有相當(dāng)大的差別。

　　在滿(mǎn)足建筑功能的前提下,適當(dāng)降低層高,會(huì)使工程造價(jià)降低。有資料表明：層高每下降10厘米,工程造價(jià)降低1%左右,墻體材料可節(jié)約10%左右。

　　規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件最小配筋率與混凝土強(qiáng)度和鋼筋強(qiáng)度有關(guān)。對(duì)于構(gòu)造鋼筋而言，選用HRB400級(jí)鋼筋可大大降低最小配筋率，尤其在樓板配筋中體現(xiàn)的更加充分。對(duì)于剪力墻、柱、粱等構(gòu)件選用HRB400級(jí)鋼筋，可以充分利用其高強(qiáng)度，可以大大降低鋼筋耗鋼量，對(duì)鋼筋加工、綁扎、施工周期都有很大的益處。推廣使用HRB400級(jí)鋼筋并不是浪費(fèi)，而是充分利用鋼筋的高強(qiáng)度，降低鋼筋含量，節(jié)省成本的一種舉措�，F(xiàn)在甲方結(jié)合以往建筑經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)合同簽訂時(shí)，一般提出耗鋼量的限值要求，也是考慮建筑成本的經(jīng)濟(jì)性，建議各位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)多采用HRB400鋼筋，可大大降低結(jié)構(gòu)的含鋼量。

　　在設(shè)防烈度較高的地區(qū)，減震、隔震技術(shù)的應(yīng)用對(duì)用鋼量的節(jié)約有相當(dāng)明顯的效果。其主導(dǎo)思想是將建筑物的基礎(chǔ)與主體之間用一種特殊的橡膠墊即所謂的"隔震墊" 隔開(kāi),使基礎(chǔ)和主體之間的剛性連接變成柔性連結(jié)。或加設(shè)阻力器，這樣一旦發(fā)生地震,可大大減輕地震力對(duì)上部主體結(jié)構(gòu)的影響。因此,整個(gè)結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的配筋及截面尺寸都可以減小,從而降低工程造價(jià)。

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