論建筑結(jié)構(gòu)設計中節(jié)約用鋼量的方法及其意義

孫大偉

摘 要：在目前建筑行業(yè)施工中，為了提升建筑物本身質(zhì)量通常都采用鋼筋混凝土這一建筑材料進行施工，但是在混凝土使用大量鋼筋就會造成、建筑成本有明顯的上升，針對于這種情況就需要采取合理有效的施工方法，有效減少建筑施工中鋼材的使用，為提高企業(yè)自身經(jīng)濟效益提供有效的物質(zhì)保障。

關(guān)鍵詞：用鋼量；宏觀控制；建筑體型；結(jié)構(gòu)布置；鋼筋構(gòu)造

建筑行業(yè)的發(fā)展，不僅僅能夠有效改善人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量，對提高社會經(jīng)濟狀態(tài)也起到非常重要的作用。在對我國建筑行業(yè)進行深入研究中，發(fā)現(xiàn)在建筑實施的時候，為了提升建筑物本身質(zhì)量和穩(wěn)定性，通常采用鋼筋混凝土的施工材料，這種施工材料對于提升建筑物整體質(zhì)量有著不可忽視的作用。但是不得不說在建筑行業(yè)中使用鋼筋混凝土還會造成建筑單位用鋼量逐漸增加，使得企業(yè)自身成本提高，對提升企業(yè)自身經(jīng)濟效益產(chǎn)生一定阻礙作用。針對于這種情況就需要對建筑施工中的用鋼量進行有效的控制，減少建筑施工中因為用鋼量過多造成企業(yè)經(jīng)濟效益難以提升的現(xiàn)象發(fā)生。

1 影響用鋼量的宏觀因素

所謂的建筑宏觀因素就是在進行建筑施工的時候?qū)ㄖ锏捏w型、柱網(wǎng)尺寸和構(gòu)件所在位置對建筑的影響。在這個過程中需要對建筑物涉及的宏觀因素進行全面研究調(diào)查，并通過計算的方式確定在進行建筑施工中使用鋼材的數(shù)量。之后再通過相應涉及方法設計出能在建筑施工中有效減少鋼材使用的方案。

1.1 平面長度尺寸

在建筑施工中需要根據(jù)建筑物自身特點設立適當?shù)挠谰每p裝置，這一裝置的根本作用在于減少超長建筑的產(chǎn)生。其根本原因在于建筑施工中產(chǎn)生的超長建筑會導致建筑中使用的混凝土自身收縮應力和溫度應力都會受到一定影響，造成建筑物整體需要鋼材的數(shù)量明顯上升。

1.2 平面長寬比

很多建筑物在進行施工的時候都需要對自身的平面長寬比做出全面考慮，這樣對減少鋼材的使用有著不可忽視的作用。在實踐研究中發(fā)現(xiàn)長寬比過大的建筑物會導致兩軸方向上存在的動力發(fā)生變化，這種變化就會導致建筑物在受到突發(fā)狀況或者風力影響的條件下，其自身的兩項構(gòu)件受力不均勻，這樣就會導致鋼筋自身的穩(wěn)定性遭受破壞。對于這種情況為了提升建筑物自身質(zhì)量就需要使用大量的鋼筋裝置。

1.3 平面形狀

在現(xiàn)在建筑行業(yè)不斷發(fā)展過程中，人們對建筑物自身美觀程度也起到非常高的重視，而且在目前建筑施工中為了提高建筑物自身美觀程度采取的施工方法主要是通過不規(guī)則平面進行的，這就導致在進行施工的時候造成用鋼量增多。而且在對建筑物自身特點進行觀察研究中發(fā)現(xiàn)樓層面積相似的建筑物在鋼材使用上也有明顯的上升趨勢。也就是說平面本身形狀與用鋼量之間存在非常緊密的聯(lián)系。另外在近些年來我國發(fā)生地震的概率有很大的提升，為了全面保證建筑物自身質(zhì)量和穩(wěn)定性，就需要使用大量鋼材保證建筑物自身穩(wěn)定性，也就是增加建筑物自身抗衡性，這種情況下也會造成建筑用鋼量的增加。

1.4 層高

并不是說樓層越高用鋼量就越多，對于高層建筑物的樓層來說，其自身用鋼量往往是由鋼材在建筑中的用處決定的。對于鋼筋混凝土來說，層數(shù)越高就會導致使用鋼材的數(shù)量逐漸增多，在這個過程中就需要通過適當?shù)姆椒p少高層建筑物施工過程中鋼材的用量。但是對于一些特殊的施工材料，比如說箍筋，這種鋼材在層高越小的情況下，使用的箍筋數(shù)量也越少，而且這種箍筋鋼材在進行竣工審查的時候還需要進行合理的面積分攤，這就從本質(zhì)上降低箍筋在建筑物中的使用。

2 影響用鋼量的微觀因素

在實際研究中，影響整個建筑物施工中的用鋼量除了有相應的宏觀因素之外還具備一定微觀因素。對于微觀因素來說主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師對建筑物整體設計的過程中。在設計師對建筑物整體鋼材進行設計的過程主要包括兩個方面，即建筑結(jié)構(gòu)布置和建筑施工時的配筋構(gòu)造。

2.1 結(jié)構(gòu)布置

2.1.1 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)工種介入方案設計過程中得到確定。結(jié)構(gòu)設計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，因此在其混凝土強度等級合理取值且滿足軸壓比要求的前提下，墻柱截面不宜過大，否則用鋼量將隨其截面增大而增加。

柱截面種類不宜太多是設計中的一個原則，在柱網(wǎng)疏密不均的建筑中，某根柱或為數(shù)不多的若干根柱由于軸力大而需較大截面，而建筑考慮便于裝修則希望柱截面相同，此時如將所有柱截面放大以求其統(tǒng)一，勢必增加用鋼量。合理經(jīng)濟的做法應是對個別柱位的配筋采用加芯柱，加大配箍率甚至加大主筋配筋率或配以勁性鋼筋以提高其軸壓比，從而達到控制其截面尺寸的目的。這里運用的是個別處理總比大面積增加用鋼量更科學經(jīng)濟的道理和做法。

利用豎向交通井道而形成的剪力墻筒體，其外圍墻體對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻最大，而內(nèi)部墻體則貢獻甚微。在滿足結(jié)構(gòu)整體剛度的前提下，筒體內(nèi)部的剪力墻不宜過多過厚和過于零碎，否則會增加該部位墻體用鋼量且對結(jié)構(gòu)無大作用。從施工角度看，剪力墻形成的筒體越是完整劃一，施工就越方便。從受力角度看，筒體內(nèi)部隔墻若設梁支承于筒體外圍墻上，從而增大外圍墻的軸力避免受拉對其受力反而有利，尤其是內(nèi)筒的角部處。

2.1.2 水平構(gòu)件布置

以豎向交通井道形成的筒體，采用樁基礎一般都形成多樁承臺。布樁時應使樁處于墻體下，這時承臺避免受剪甚至能抗彎，其厚度可較小，采用構(gòu)造配筋率配筋則其配筋量就較少。但大多情況下，布樁無法都設在墻體下，而使承臺受剪受沖切，為了滿足其受剪受沖切，設計中應從加大承臺厚度或提高承臺混凝土強度等級著手，而不宜采用增加配筋來滿足其抗剪或抗沖切要求，否則將使用鋼量大增。此外，由承臺混凝土來滿足抗剪抗沖切后，承臺的配筋就可采用低配筋率而不應也沒必要提高配筋率。

2.2 影響用鋼量的其它因素

即使抗震烈度相同，相同類型的建筑物所處的場地情況和基礎型式不同，其用鋼量也有相當大的差別。當場地地質(zhì)條件較好時，其基礎用鋼量就很少，相反則較多，這“多”與“少”的差別有時為十幾或幾十個百分點，有時則可能是數(shù)倍。因此，在比較建筑物單位面積用鋼量時，必須將地下結(jié)構(gòu)與地上結(jié)構(gòu)分別計算，否則將得不出實質(zhì)性的結(jié)論。

結(jié)束語

在進行建筑物設計的時候需要對其自身的鋼材使用數(shù)量進行有效控制。在這個過程中需要考慮的包括兩個方面，即宏觀因素和微觀因素。而且要想保證建筑自身用鋼量得到有效控制，還需要在實施減少鋼材施工的時候?qū)ㄖ锏恼w結(jié)構(gòu)進行全面考慮，并且在保證建筑物各個構(gòu)件受力都達到合理狀態(tài)的時候制定有效的減少用鋼量措施。促使在保證建筑物整體質(zhì)量的前提下有效減少建筑企業(yè)自身成本，對提高企業(yè)自身經(jīng)濟效益起到不可忽視的作用。

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