淺述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何控制鋼筋含量

1、<p>　　淺述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何控制鋼筋含量</p><p>　　摘要：隨著現(xiàn)代人對建筑安全的關(guān)注越來越重視，在建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)中單位面積鋼筋的含量高低已成為人們關(guān)注的一個重要技術(shù)指標，其漸漸也成為工程投資方經(jīng)濟效益的決定因素之一。怎樣才能在保證滿足設(shè)計規(guī)范和結(jié)構(gòu)安全的條件下更多的節(jié)省鋼筋，是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的重大任務。本文提出了一系列措施，希望能為所需者提供借鑒。 </p><p

2、>　　關(guān)鍵字：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼筋含量；控制 </p><p>　　中圖分類號：TU318文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以影響到鋼筋用量的因素有兩個：宏觀和微觀。宏觀上是建筑設(shè)計在進行構(gòu)思創(chuàng)作時，結(jié)構(gòu)體系是否合理；微觀因素是結(jié)構(gòu)設(shè)計中，構(gòu)件截面是否合適、結(jié)構(gòu)布置是否合理、配筋構(gòu)造是否科學等。 </p><p>　　一、鋼

3、筋含量的宏觀因素 </p><p>　　1、建筑物體形合理性 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)的平面長度一般情況下，如果不設(shè)縫則不能超長，超長建筑須考慮混凝土的溫度應力和收縮應力，相應會增加鋼筋含量；建筑物平面長寬比要控制住，不能過大。兩主軸方向整體鋼度相差大，水平力下兩方向構(gòu)件受力不均，使單位面積含鋼量增加；建筑物豎向高寬比也不能太大，高層建筑高寬比過大的結(jié)構(gòu)，其相對來說整體穩(wěn)定性較差。為

4、保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，控制結(jié)構(gòu)側(cè)向位移，須設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件從而實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)側(cè)向鋼度的提高，增大鋼筋用量；建筑物立面形狀需要均與和規(guī)整，立面上內(nèi)收和外挑多，增大鋼量；建筑物平面也需規(guī)整，減少凸凹，反之鋼筋含量單位面積也會加大。 </p><p>　　2、建筑物柱網(wǎng)尺寸均勻與否 </p><p>　　建筑物柱網(wǎng)絕對尺寸及疏密情況將會直接影響梁板、樓蓋結(jié)構(gòu)布置。樓蓋柱網(wǎng)大，則用鋼量多，反之雖少，但因柱數(shù)

5、增多而使得柱構(gòu)件用鋼量也會增加。柱網(wǎng)尺寸如果比較均勻，既可以讓結(jié)構(gòu)受力合理，而且其用鋼量也要相對柱網(wǎng)疏密不一的節(jié)省。 </p><p>　　3、建筑物層高影響 </p><p>　　高層建筑不能明確層高對用鋼量的影響情況。但從柱箍筋來說，總高相同的情況下，建筑層高越小，配筋量就越多，但按單位面積攤銷之后，鋼筋含量可能更少?？鐚又捎谑芰碗s及截面較大，用鋼量通常會比正常層高柱要多。 <

6、;/p><p>　　二、鋼筋含量的微觀因素 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)鋼筋含量的微觀方面主要是結(jié)構(gòu)工程師對結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作。首先是結(jié)構(gòu)布置，其次是構(gòu)造構(gòu)件配筋。 </p><p><b>　　1、豎向構(gòu)件布置 </b></p><p>　　在建筑方案階段，柱網(wǎng)大小和疏密已經(jīng)確定，抗震墻合理位置和數(shù)量也通常在結(jié)構(gòu)工種介入

7、方案設(shè)計中確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計具體就是合理確定墻柱截面。墻柱通常為壓彎構(gòu)件，配筋量多數(shù)是多部位采用構(gòu)造配筋，所以，在混凝土強度等級合理且滿足軸壓比的情況下，墻柱截面不要過大，避免用鋼量隨截面增大而增加。 </p><p>　　柱截面種類不宜太多。柱網(wǎng)疏密不均時，某根柱或若干根柱由于軸力大而需大截面，而建筑通常需便于裝修，希望柱截面相同，如果把所有柱截面做成統(tǒng)一大小，勢必增加用鋼量。合理的是對個別柱位配筋采用加芯柱，加大

8、配筋率甚至是主筋配筋率或者配勁性鋼筋來提高軸壓比，控制其截面尺寸。 </p><p>　　合理使用豎向交通井道形成的剪力墻筒體。其外圍墻對結(jié)構(gòu)鋼度貢獻最大，內(nèi)部貢獻較小。在滿足體剛度情況下，筒體內(nèi)剪力墻不要過厚、過多、過零碎，否則該位置墻體用鋼量會增加且對結(jié)構(gòu)作用不大。施工上，剪力墻筒體越完整劃一，施工越方便。 </p><p><b>　　2、水平構(gòu)件布置 </b>

9、</p><p>　　水平構(gòu)件是樓層梁板構(gòu)件，布置原則先要受力傳力合理，其次是使用效果好，最后才是節(jié)省用鋼量，不能本末倒置。公共建筑樓層，如果結(jié)構(gòu)單元兩向主軸尺寸接近，則以兩向井字次梁布置；如果兩向主軸尺寸相差大，則分主、次框架，以主、次梁樓蓋布置，板跨控制在3m上下，板厚在100mm左右。對于住宅建筑，正常開間3.0-4.5m，樓板厚度100-120mm，盡量增大板跨。采用高強鋼筋時，板配筋由內(nèi)力控制而非按構(gòu)造

10、配筋，否則得不償失。板跨小、布梁多時，用鋼量增多，會使樓面荷載傳遞次數(shù)增多，受力不合理。以樁為基礎(chǔ)的地下室底板，采用梁板結(jié)構(gòu)比平板式更節(jié)省鋼量，“梁板結(jié)構(gòu)”僅指柱網(wǎng)是整間大板的結(jié)構(gòu)，如果柱網(wǎng)中有次梁，則會施工更復雜，增加用鋼筋量。 </p><p>　　大面積客廳樓房，空間面高達40-60平米，此時普通混凝土平板即施加了預應力，其鋼量也增加較多，主要是板跨度和自重較大。大跨度因功能決定而無法改變，要節(jié)省用鋼量，只

11、能減輕“自重”，即改變樓板結(jié)構(gòu)，可考慮現(xiàn)澆雙向空心樓板及加輕質(zhì)填充塊雙向密肋樓板。 </p><p>　　3、構(gòu)件的配筋構(gòu)造 </p><p>　　在符合設(shè)計規(guī)范的前提下，有不少設(shè)計技巧能節(jié)省用鋼量。 </p><p><b>　　2.3.1柱 </b></p><p>　　設(shè)計中，合理確定混凝土強度等級來控制柱截面尺寸

12、和軸壓比，大多數(shù)柱段是構(gòu)造配筋而非內(nèi)力控制配筋，此時柱主筋可按最小配筋率或略高的配筋率選主筋規(guī)格；柱箍筋配筋用高強度鋼筋更節(jié)省。結(jié)構(gòu)頂層邊柱特別是抽掉中柱的大跨度邊柱，往往是大偏心受壓，其主筋配筋由內(nèi)力控制且大，為降低配筋率節(jié)省用鋼量，可適當改變柱豎向形狀、加大柱頂截面。如仍無法承擔其所受彎矩，可將梁柱節(jié)點設(shè)計成簡支，讓柱中心或小偏心受壓，此時邊柱不改豎向形狀且截面較小。 </p><p><b>　　

13、2.3.2梁 </b></p><p>　　配筋大多由內(nèi)力控制，小部分由最小配筋率控制。降低梁用鋼量，一是混凝土強度等級不能過高，二是高強度鋼筋，這樣可以有效地降低最小配筋率，有利于提高受彎構(gòu)件梁的抗裂性。 </p><p>　　如果梁截面寬較小，如果配筋量大則需放2-3排鋼筋，這無疑會減小梁有效高度，所以在不影響使用和建筑空間觀感條件下，可適當放大梁寬，盡量成單排主筋來節(jié)省鋼

14、筋。 </p><p>　　懸臂梁跨度較大，不論承受是均布荷還是梁端集中荷載，彎矩內(nèi)力都是急劇下降，所以如果面筋較多，除角筋需伸至梁端外，其余的尤其是2排鋼筋均可在跨中切斷，這既能節(jié)省鋼筋又方便施工。 </p><p>　　梁承受集中荷載處要配置附加鋼筋。正常布置樓層梁，每一處集中荷載都不大。通常僅在梁側(cè)配置加密箍筋，如果再配以2Φ12或2Φ14吊筋則可承受更大集中荷載。但設(shè)計中如果盲目加

15、大吊筋直徑，沒必要又浪費鋼材。 </p><p><b>　　2.3.3樓板 </b></p><p>　　現(xiàn)澆混凝土樓板厚常在100mm以上，此條件下宜增大板跨，讓其配筋為內(nèi)力控制而非構(gòu)造配筋，采用高強度鋼筋從而節(jié)省鋼筋用量。大跨度雙向板板底不同位置內(nèi)力會有差異，設(shè)計時不能以最大內(nèi)力處配筋貫穿整垮。一般應分板帶配筋，當板底筋間距在150mm或100mm時，無需將每根

16、鋼筋伸入支座，約半數(shù)鋼筋可在支座前切斷。 </p><p>　　如果板面需貫通筋，貫通筋配筋也不宜超過規(guī)定最小配筋率，支座不夠再配短筋，這樣既合規(guī)又節(jié)省。 </p><p><b>　　2.3.4抗震墻 </b></p><p>　　抗震墻如能布置合理、截面取值合理，其內(nèi)力不是內(nèi)力控制配筋而是構(gòu)造配筋，則在節(jié)點區(qū)主筋、箍筋及墻段水平分布筋的配筋

17、率都可按最小配筋率配置。即使建筑重要性等級高而需提高配筋率，也可控制在較小幅度，否則會用鋼量大增。 </p><p>　　抗震墻墻段豎向分布筋通常不是由內(nèi)力控制，作用是固定水平分布筋，防止墻面出現(xiàn)水平收縮裂縫，所以其間距通常在200mm，最小直徑在8mm，僅需滿足最小配筋率，不必隨意提高。 </p><p>　　抗震墻分加強部位和非加強部位，前者需按約束邊緣構(gòu)件配筋，后者按構(gòu)造邊緣構(gòu)件配筋

18、。不管是節(jié)點區(qū)還是其他墻段，前者配筋需遠大于后者，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要嚴格區(qū)分抗震墻加強和非加強部位，隨意擴大抗震墻加強部位會增加用鋼量。 </p><p><b>　　三、結(jié)論 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要節(jié)省用鋼量，必須全方位行動，宏觀上合理定性，微觀上控制定量。首先，建筑體型滿足功能前提下，為結(jié)構(gòu)合理布局創(chuàng)條件；其次，構(gòu)件截面和結(jié)構(gòu)布置要在滿足結(jié)構(gòu)和

19、構(gòu)件受力變形合理的前提下利于節(jié)約配筋量；最后，構(gòu)件具體配筋上，在滿足規(guī)范對構(gòu)件配筋要求前提下，仔細推敲，科學合理地對鋼筋規(guī)格作出選擇。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 王連東,趙居艦.影響用鋼量的因素[J].科技致富向?qū)?2010,(02). </p><p>　　[2] 閆忠明.影響結(jié)構(gòu)用鋼量的