建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的方法及其意義分析

緱文平

摘 要：為促進(jìn)建筑工程的良好發(fā)展，需降低建筑工程施工成本，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計引起一定的重視。鋼材作為建筑工程中重要的施工材料，應(yīng)在建筑工程設(shè)計中對建筑結(jié)構(gòu)總用鋼量進(jìn)行把控，更好的降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。應(yīng)對影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量的主要因素進(jìn)行探究，并結(jié)合實(shí)際情況對其進(jìn)行分析，制定節(jié)約建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的對策，有效降低建筑工程建設(shè)成本，提升建筑企業(yè)的市場競爭力，促進(jìn)建筑工程行業(yè)的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：用鋼量;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;平面布置

引 言

近幾年，隨著我國市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷優(yōu)化，建筑行業(yè)面臨到的市場競爭力較為激烈，如何降低建筑工程施工成本是建筑企業(yè)需要面臨的重要問題。鋼材作為建筑工程施工過程中應(yīng)用廣泛的材料，需對用鋼量進(jìn)行合理控制。降低建筑結(jié)構(gòu)用鋼量，不僅能降低建筑工程施工成本，還能夠降低建筑結(jié)構(gòu)自重，提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性，推動了建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

一、影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量的因素

1、建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境。由于在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境進(jìn)行分析，對建筑結(jié)構(gòu)需承受的外部荷載進(jìn)行良好掌控。因此，建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量產(chǎn)生極大的影響。建筑結(jié)構(gòu)承受的外力主要有：建筑結(jié)構(gòu)自重、地震作用、風(fēng)荷載、雪荷載等。如果建筑結(jié)構(gòu)所在位置地震較為頻繁、風(fēng)荷載較大，則在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要重視建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加建筑用鋼量，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性。除此以外，建筑結(jié)構(gòu)周圍氣候環(huán)境如果較為惡劣，四季溫度以及晝夜溫度差異比較大時，為保障建筑結(jié)構(gòu)能夠抵御溫度應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計用鋼量，保證建筑結(jié)構(gòu)具有一定的安全性。綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境情況嚴(yán)重影響到建筑工程設(shè)計用鋼量，應(yīng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前對周圍環(huán)境進(jìn)行了解，需對設(shè)計位置進(jìn)行實(shí)地踏勘，做到對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量的嚴(yán)格把控。

2、建筑物的平面設(shè)計。根據(jù)建筑工程設(shè)計規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行分析，在建筑結(jié)構(gòu)平面設(shè)計時，應(yīng)重視建筑設(shè)計的對稱性以及規(guī)則性，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)具有整體性。在建筑結(jié)構(gòu)受到外界因素影響比較大時，使得建筑結(jié)構(gòu)平面和里面不規(guī)則時，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力以及地震作用力進(jìn)行重新分析以及設(shè)計，提升建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的抗震性，適當(dāng)增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量。

3、建筑結(jié)構(gòu)體系及建筑結(jié)構(gòu)方案。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前，需對建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇。在對建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇時，設(shè)計人員需對建筑結(jié)構(gòu)所在地區(qū)的抗震等級、環(huán)境情況、地質(zhì)情況進(jìn)行充分了解，確保建筑結(jié)構(gòu)體系選擇的合理性。由于不同建筑結(jié)構(gòu)體系具有不同的工作機(jī)理，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全性以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇時，需對多種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，選取最優(yōu)的設(shè)計方案。例如：在剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計時，普通剪力墻結(jié)構(gòu)用鋼量通常在50kg-70kg/㎡間，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系用鋼量通常在90kg-120kg/㎡之間。所以在對建筑工程進(jìn)行設(shè)計前，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)體系選擇部分引起一定的重視，降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量，進(jìn)而降低建筑結(jié)構(gòu)施工成本。

4、建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計。在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)荷載取值進(jìn)行合理計算。首先，建筑結(jié)構(gòu)荷載取值應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)范，還需結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，不可對荷載值隨意增加，進(jìn)而增加用鋼量。荷載越大建筑結(jié)構(gòu)的自重也越大，抗震性能隨之增加，增加了建筑結(jié)構(gòu)的配筋量。如果貿(mào)然增加建筑結(jié)構(gòu)荷載值，將會增加建筑結(jié)構(gòu)自身重量，進(jìn)而增加建筑地基荷載，提升了地基基礎(chǔ)建設(shè)的用鋼量。因此，在建筑結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行計算時，應(yīng)對其進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)施工成本。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的方法

1、優(yōu)化設(shè)計方案。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用以及建筑工程設(shè)計方案的合理性，對建筑工程造價產(chǎn)生極大的影響。因此，應(yīng)對建筑工程設(shè)計方案進(jìn)行一定的優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇適用的設(shè)計方案，并在滿足建筑工程需求的基礎(chǔ)上，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量進(jìn)行一定的控制，進(jìn)而節(jié)約建筑工程施工成本。如果建筑結(jié)構(gòu)需要應(yīng)用剪力墻體系時，需避免過多剪力墻設(shè)置，進(jìn)而降低配筋量。應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)自重進(jìn)行控制，確保建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的合理性。

2、應(yīng)用新型的樓蓋。由于樓蓋作為建筑工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)重量約占建筑物的25-30%。所以，應(yīng)適當(dāng)降低樓蓋的重量，降低建筑結(jié)構(gòu)的自重，降低建筑結(jié)構(gòu)的配筋量。我國建筑結(jié)構(gòu)中，常用的樓蓋體系為：井字樓蓋、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋以及現(xiàn)澆板式樓蓋等。其中，現(xiàn)澆板式樓蓋用鋼量較高，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋用鋼量最少。因此，在建筑工程樓蓋體系進(jìn)行選擇時，應(yīng)針對實(shí)際情況，根據(jù)建筑物的用途以及性能等時機(jī)需求進(jìn)行選擇，在滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求時，盡量選擇用鋼量較少的樓蓋體系。

3、合理配置鋼筋。在建筑結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行選擇時，應(yīng)用的鋼筋主要有三種：HPB300、HRB335、HRB400。不同鋼筋由于力學(xué)性能不同，采購價格也存在一定的差異。其中HRB400采購成本最高，但由于其強(qiáng)度高、韌性比較好、質(zhì)量比較小，被廣泛應(yīng)用在建筑工程施工中。由于其強(qiáng)度高于HRB335? 1.2-1.5倍，但采購價格也高于HRB335? 1.02-1.10倍，所以設(shè)計單位在對鋼筋進(jìn)行選用時，應(yīng)結(jié)合設(shè)計部位的主要功能，并對建筑設(shè)計以及成本進(jìn)行綜合考慮，確保建筑結(jié)構(gòu)配筋的合理性。

4、優(yōu)化對構(gòu)件的設(shè)計。（1）對柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。首先，應(yīng)對柱、墻結(jié)構(gòu)的截面積進(jìn)行控制，可提升混凝土強(qiáng)度等級降低柱的軸壓比。在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)在保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)上，盡可能減少柱子截面面積，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)用鋼量。其次，應(yīng)對柱子布置的位置進(jìn)行控制，進(jìn)而降低柱子的偏心率，減少柱子縱向鋼筋的配置。（2）梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。應(yīng)對梁結(jié)構(gòu)截面控制進(jìn)行控制，寬度盡可能控制在350mm以下。由于超過350mm需要增加箍筋的使用量，進(jìn)而增加用鋼量。如果需要增加梁高度時，可降低梁面和梁低的配筋量，但需要大量增加箍筋。因此，在對梁進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)對梁的截面積進(jìn)行嚴(yán)格控制，進(jìn)而做到對用鋼量的控制。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的意義

對建筑結(jié)構(gòu)用鋼量進(jìn)行控制，可大幅度降級建筑物的自身重量，提升建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，降低地基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象的可能性，保證了建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。對建筑結(jié)構(gòu)用鋼量的合理控制，還可對建筑結(jié)構(gòu)施工成本進(jìn)行嚴(yán)格把控，提高工程款的利用率，保證建筑工程施工的良好開展。

結(jié)語：在建筑工程結(jié)構(gòu)用鋼量進(jìn)行控制時，應(yīng)先對建筑工程設(shè)計體系進(jìn)行控制，確保建筑結(jié)構(gòu)體系選用存在一定的合理性。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計用鋼量與建筑結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境存在密不可分的關(guān)系，應(yīng)在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計前，對周圍環(huán)境進(jìn)行踏勘，并對影響建筑工程結(jié)構(gòu)的因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計和立面造型、荷載取值等因素都會對建筑結(jié)構(gòu)用鋼量造成一定的影響，應(yīng)制定相應(yīng)的控制用鋼方法，并在設(shè)計方案中有所體現(xiàn)，確保建筑設(shè)計方案的合理性，對各個構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)用鋼量控制在合理范圍之內(nèi)。

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