建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的方法探討

史朋飛

摘要：鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)中的運用，由來已久。目前，有關(guān)的技術(shù)已較為成熟。鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的運用，是提高工程質(zhì)量的關(guān)鍵。在我國的建筑工程中，使用鋼結(jié)構(gòu)已有相當長的歷史。然而，目前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還存在著許多問題，使得鋼結(jié)構(gòu)在強度、抗震、防火、防腐等方面都難以發(fā)揮其優(yōu)越性。同時，對工程自身的質(zhì)量和使用帶來了較大的安全隱患。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;節(jié)約用鋼量;方法探討

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的重要意義

目前，隨著社會和經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，隨著城市化的深入，房地產(chǎn)市場的價格越來越高，整個建筑業(yè)的建材價格也在不斷攀升。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，鋼材用量的成本大約占總成本的60%。通過合理地節(jié)省鋼材用量，可以有效地降低工程總成本。根據(jù)實際情況來看，設(shè)計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，并沒有考慮到這一問題，對工程的總體造價產(chǎn)生了很大的影響。因此，要實現(xiàn)項目的經(jīng)濟效益，就必須要合理地控制使用鋼材的數(shù)量，提高項目的經(jīng)濟效益和社會效益。在保證整個項目的整體質(zhì)量的前提下，控制工程的總投資，從而達到更好的投資效益。

2 影響建筑設(shè)計用鋼量的因素

2.1 自然因素

不同的地理位置的建筑，會受到不同的外力。同時，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，氣候條件、地震作用等也應(yīng)加以考慮。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還必須了解建筑物的自重，了解其所在區(qū)域是否經(jīng)常發(fā)生地震等，這些都將對建筑的設(shè)計參數(shù)產(chǎn)生直接的影響。建筑結(jié)構(gòu)必須達到質(zhì)量要求，必須了解影響其穩(wěn)定性的各種因素，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮各種因素。適當提高鋼材用量，減少溫差、風(fēng)力等自然因素對建筑的影響。提高建筑的耐受性，使建筑抵御溫度應(yīng)力的性能得到提高。

2.2 平面布設(shè)

建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計，要考慮很多方面的問題。既要分析施工環(huán)境和工程參數(shù)，又要對照《建筑抗震設(shè)計》的標準。同時還要按照相關(guān)文件的規(guī)定，結(jié)合已有的工程參數(shù)，在對稱和規(guī)則的基礎(chǔ)上，通過對外部因素的把握，確定造成工程質(zhì)量的因素。通過電腦輸入各種工程參數(shù)，對建筑結(jié)構(gòu)所受的內(nèi)力和外力進行統(tǒng)計，并按照抗震設(shè)計的要求，調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高建筑內(nèi)部的薄弱部位抵御外力和內(nèi)力的能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計的改變，將使建筑工程的鋼材用量有所改變，一般會使工程的鋼材用量增加。

2.3 結(jié)構(gòu)體系

建筑工程的施工前期，工作人員會到現(xiàn)場進行現(xiàn)場考察，了解相關(guān)的工程資料。根據(jù)建筑的抗震設(shè)計和結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點，結(jié)合企業(yè)實際情況，從造價、技術(shù)等方面進行設(shè)計。由于我國各省城市的氣候特點不同，所以在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須充分考慮到影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的各種因素。在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，進行結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計。同時，要把投資成本控制在企業(yè)能夠接受的范圍之內(nèi)，因為不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)會造成結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差異，同時也會影響到施工中的鋼材用量。

2.4 建筑物的高度因素

隨著我國的高層建筑越來越多，鋼鐵的需求量也越來越大。隨著樓層的增加，對鋼筋的需求也越來越大。同時，在高層建筑地下室的設(shè)計中，應(yīng)充分考慮地基的嵌固狀況，提高其抗震性能和含鋼量，從而進一步提高其耐久性。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計節(jié)約用鋼量的途徑

3.1 應(yīng)用高強鋼筋

HRB400鋼筋是建筑結(jié)構(gòu)中最常見的一種，目前國內(nèi)正在大力推廣的是CRB600H高強鋼筋。通過調(diào)整HRB400鋼筋的化學(xué)成分，使其在鋼材中的碳、錳、硅等元素含量得到了改善，從而使其強度和剛性得到了提高。高強鋼筋具有較高的強度，能夠解決混凝土構(gòu)件中的鋼筋擁擠問題，提高鋼筋混凝土強度，減少鋼材用量。在采用高強鋼筋時，應(yīng)先與設(shè)計人員、技術(shù)人員討論設(shè)計圖紙，并進行節(jié)點配筋的檢查。只有在材料校對完畢后，方能向總工程師匯報，確定鋼材用量，并通過總工程師批準下單，滿足施工的要求。

3.2 配筋結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，柱段結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)嚴格把握混凝土的強度層級軸壓比例，科學(xué)合理地確定鋼筋的配筋形式。根據(jù)鋼筋的最小配筋比例，來確定鋼筋的規(guī)格。在進行柱的設(shè)計時，必須充分利用大量的施工經(jīng)驗，以保證結(jié)構(gòu)在施工過程中不受內(nèi)力的影響，同時兼顧中高層建筑的實際施工要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要科學(xué)地選用不同型號的工程柱，正確認識柱形與承載力的關(guān)系。通過調(diào)整柱子的形狀，使其中心受到壓力，從而平衡建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力。

3.3 處理好建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的細部節(jié)點

為了提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，應(yīng)對其進行詳細的設(shè)計。在鋼結(jié)構(gòu)中，對鋼結(jié)構(gòu)的重要節(jié)點要進行詳細的設(shè)計，以確保其安全性。在不同的結(jié)構(gòu)形式下，應(yīng)選用最適宜的連接形式。在使用過程中要保持協(xié)調(diào)，避免在連接處發(fā)生變形、過載等情況，否則會對整體鋼結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。對于焊接處和螺栓連接節(jié)點，應(yīng)特別注意。要認真地對數(shù)據(jù)進行分析，保證連接節(jié)點的安全。

3.4 完善構(gòu)建設(shè)計

首先，要了解造成建筑中柱鋼用量大幅增加的原因，通過調(diào)整柱筋比例和設(shè)置位置，達到對柱用鋼量的控制。明確建筑類型，掌握柱、墻的橫截面積，并按工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，減少柱軸壓比，使柱的軸壓比減少，使柱截面尺寸變小，既能保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又能節(jié)省鋼材的用量。在梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須掌握鋼筋與混凝土的組合形式，并根據(jù)施工要求，對混凝土和鋼筋的配比進行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上進行梁截面的設(shè)計，使梁的斷面寬度在0～350mm之間。通過這種方法來控制梁截面，既能保證截面尺寸，又能減少工程中的鋼材用量。隨著梁截面寬度增大，施工所需的鋼材數(shù)量也相應(yīng)地增大，從而確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

結(jié)束語

鋼材在建筑業(yè)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用，有效地節(jié)省鋼材資源，對建筑業(yè)的發(fā)展有很大的影響。目前，我國有關(guān)科研機構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)了許多節(jié)省鋼材用量的辦法，并且效果顯著。但隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，鋼材資源的消耗卻沒有得到根本的緩解。所以，在今后的城市化進程中，有關(guān)研究人員和建筑企業(yè)需要深入地探討節(jié)約鋼材用量的途徑。結(jié)合當前的發(fā)展狀況，制訂出一套科學(xué)、適當?shù)脑O(shè)計方案。為我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的保證，降低我國鋼材資源的消耗。

參考文獻

[1] 張春霞.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中節(jié)約用鋼量的方法探討[J].江西建材，2020（07）：69-70.