合理控制含钢量的一些措施

1、合理控制含钢量的一些措施合理的结构布置是减少含钢量的前提,正确的荷载取值是减少含钢量的基础,慎重的选择计算参数是减少含钢量的有力保障, 适度的构造措施,多方面研究结构的合理性，才能使结构设计变得更有艺术性。 1宏观调控 合理的结构布置是减少含钢量的前提 平面的合理分缝：即结构单元是否超长，当建筑物较长，而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。超长建筑由于必须考虑混凝土的收缩应力和温度应力，它相对于非超长建筑主要对待的仅是荷载产生的应力，其单位面积用钢量显然要多些。并且平面长宽比较大的建筑物，不论其是否超长，由于两主轴方向的动力特性（也即整体刚度）相差甚远，在水平力（风力或地震）作用下，两向构件受力

2、的不均匀性造成配筋不均。 合理的构件布置方案： 竖向抗侧力构件布置：.1 抗侧力构件的布置位置差异，将决定刚度中心与质量中心相重合或靠近，或者抗侧力构件所在位置能产生较大的抗扭刚度，结构的抗扭效应小，因而结构整体用钢量就少，反之则多。并且墙柱的其疏密程度，直接影响到楼盖梁板的结构布置，所以墙柱布置较均匀一致不仅使结构（包括柱和梁）受力合理，而且其用钢量要比墙柱网疏密不一的要节省。有关墙柱网大小和疏密，基本上在建筑方案阶段已经确定，抗震墙的合理数量及合适位置一般也在结构工种介入方案设计过程中得到确定。结构设计的具体操作就是合理地确定墙柱截面，墙柱一般是压弯构件，其配筋量在多数情况下至少是多数部位

3、都采用构造配筋，因此在其混凝土强度等级合理取值且满足轴压比要求的前提下，墙柱截面不宜过大，否则用钢量将随其截面增大而增加。住宅建筑的框架或框架剪力墙结构，有时为了在室内不露柱角而将柱外露，且为了立面的需要又使柱截面上下一致，这种设计方法对于小高层（十一层以下）住宅是可以接受的，倘若层数再多些，则采用此方法将会增加用钢量。即使从结构受力角度看，这种设计方法也是不提倡的，因楼层荷载在柱位处会产生较大偏心，尤其是角柱。柱截面种类不宜太多也是设计中的一个原则，在柱网疏密不均的建筑中，某根柱或为数不多的若干根柱由于轴力大而需较大截面，而建筑考虑便于装修则希望柱截面相同，此时如将所有柱截面放大以求其统一，

4、势必增加用钢量。合理经济的做法应是对个别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劲性钢筋以提高其轴压比，从而达到控制其截面尺寸的目的。这里运用的是个别处理总比大面积增加用钢量更科学经济的道理和做法。.2 利用竖向交通井道而形成的剪力墙筒体，其外围墙体对结构刚度的贡献最大，而内部墙体则贡献甚微。在满足结构整体刚度的前提下，筒体内部的剪力墙不宜过多过厚和过于零碎，否则会增加该部位墙体用钢量且对结构无大作用。从施工角度看，剪力墙形成的筒体越是完整划一，施工就越方便。从受力角度看，筒体内部隔墙若设梁支承于筒体外围墙上，从而增大外围墙的轴力避免受拉对其受力反而有利，尤其是内筒的角部处。.

5、3 对于高层建筑，墙柱截面还有一个阶梯式收截面问题。从节省用钢量的角度出发，墙柱截面应尽量小，只要符合50MM模数，几乎可以每层都收级，但从结构整体特别是从施工角度考虑，一幢高层建筑的墙柱截面变化过于频繁、截面种类过多却不科学，这种只看局部不顾整体、因小失大的做法是不妥当的。正因如此，一幢高100米的高层建筑，其柱截面变化在正常情况下应为34次即每58层变化一次，表面上虽然有悖于节省用钢量的基本原则，但从混凝土结构的施工效益来看，却是必要和合理的。 水平构件布置：通常指的是楼层梁板构件， 其布置原则首先是受力传力合理，其次是使用效果（包括视觉效果）良好，最后才是用钢量的节省，设计中不能本末倒置

6、。对于公共建筑的楼层，如结构单元两向主轴尺寸相近，则以两向井字次梁布置；如两向主轴尺寸相差甚大，则区分主、次框架，以典型的交梁楼盖布置，其中板跨控制在约3米左右，板厚取100MM,对于住宅建筑，在34.5米正常开间情况下，楼板厚度为100120MM,应尽量增大板跨，而没必要也不应凡遇隔墙就设梁。当采用高强钢筋时，应使板的配筋由内力控制而非按构造配筋，否则将得不偿失。当板跨小、布梁多时肯定用钢量会增多，而且可能使楼面荷载多次传递，造成受力不合理。而对于当前流行的豪宅大面积客厅，其空间面积达40-60平方米，甚至更大，如此板块采用普通混凝土平板，即使施加了预应力，其用钢量都会较多，其主要原因是板的

7、跨度和自重均较大。大跨度由使用功能决定而无法改变，要节省用钢量，只能往“自重”上考虑，即改变楼板的结构形式。采用先进技术的现浇双向空心楼板、加轻质填充块的双向密肋楼板，都是可以考虑的徒径。 正确的荷载取值是减少含钢量的基础 荷载输入值的计算是否正确,关系到整个工程的含钢量是否正常,应认真对待。附加恒载值应按建筑大样详细计算,活载应根据建筑功能严格按 建筑结构荷术措施取值,请勿擅自放大,对于一些特殊功能(如仓贮式超市等)的建筑,应会同甲方共同测算活荷载的取值。对于GB500092条可折减的项目,应严格按所列系数折减,尤其是消防车活载。应分别对板、次梁及墙柱基础取不同值进行分步计算,取相应的计算结

8、果对各构件配筋。 慎重的选择计算参数是减少含钢量的有力保障。目前的结构计算软件都有大量的参数需要用户自定,这些参数的确定直接影响着含钢量的变化,因此, 必须弄清楚每个参数的内在核心意义,才能正确地选择。如周期折减系数、梁弯矩放大系数、梁刚度放大系数及各项地震录入信息。1.5 规范各项指标的控制：透彻理解抗规、高规、高规补充规定中提出的各项重要指标性要求，如六项比值指标：轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比和刚重比，各项指标都存在间接或者直接的联系，是结构布置合理与否的真实反映；过刚或过柔的结构也是不合理的，过刚的结构换言之就是结构将吸收过多的地震力，代价就是用构件来抗力，也就是含钢量会增加。

9、而过柔结构本来就是不符合结构稳定性的要求了，所以结构的合理性原则就是平衡和恰到好处。2 微观调控根据各个构件的含钢量统计分析，一般的住宅类建筑的含钢量分布为梁>板>柱（框架结构）或梁剪力墙>板（剪力墙结构），可见梁的含钢量为各结构类型中含钢量的首要考虑要素，有效地控制梁的含钢量是降低总体含钢量的关键。2.1 梁配筋控制：梁配筋大多由内力控制，但仍有小部分由最小配筋（箍）率控制。从梁主筋最小配筋率及梁箍筋配箍率公式中可以看出，要使梁的用钢量不太高，一是混凝土强度等级不宜过高，二是采用高强度钢筋，前者不仅可降低最小配筋（箍）率，更重要的是有利于作为受弯构件的梁的抗裂性能。对截面宽

10、度较小的梁，当配筋量较大时往往需要放23 排钢筋，无疑将减小梁的有效高度，因此当不影响使用或建筑空间观感时，梁宽宜略为放大，尽量布置成单排主筋，尤其是梁截面高度不太大时，以达到节省钢筋的目的。跨度较大的悬臂梁，不论其承受的是均布荷载还是梁端集中荷载，其弯矩内力都是急剧下降的，因此当面筋较多时，除角筋需伸至梁端外，其余尤其是2排钢筋均可在跨中切断，既节省钢筋又方便施工， 是一种确实可行的方法。梁承受集中荷载处要配置附加横向钢筋（加密箍筋及吊筋）。正常结构布置的楼层梁，每一处集中荷载一般都不太大，在通常情况下，仅在梁侧配置加密箍筋已经足够，若再加配吊筋则已能承受更大的集中荷载。但设计中盲目加大吊筋

11、直径，既没必要又会造成钢材的浪费。2.2 剪力墙配筋控制：首先必须是结构合理布置，那么边缘构件的配筋通常采用构造配筋。其次边缘构件分为加强部位和非加强部位两类，前者必须按约束边缘构件配筋，后者则按构造边缘构件配筋。不管是节点区还是其余墙段，前者的配筋量均远大于后者，因此在结构设计中严格区分抗震墙的加强部位和非加强部位，对钢筋用量而言是具有很大意义的，而随意扩大抗震墙的加强部位肯定会增加用钢量。抗震墙如能合理地布置、截面合理取值，其配筋多半不是内力控制配筋而是构造配筋，这样其节点区主筋、箍筋以及墙段的水平分布筋的配筋率都可按规范规定的最小配筋率配置。即使因建筑物的重要性等级较高而需要提高其配筋率

12、，也应控制在较小的幅度内，否则将大幅增加用钢量。需要指出的是，抗震墙约束边缘构件中的箍筋配筋量也与钢筋的抗拉强度有关，因此为使其配箍直径不过大、箍筋肢距不过密，使其配箍量不太高，宜采用高强钢筋。抗震墙中的墙段竖向分布筋通常都不是由内力控制，其作用主要是固定水平分布筋，防止墙面出现水平收缩裂缝，故其间距通常取200，最小直径8，仅需满足最小配筋率，不必随意提高其配筋量。2.3 楼板配筋控制：前面已提及现浇混凝土楼板的厚度通常在100或以上，在此条件下宜将板跨增大，使其配筋为内力控制而非构造配筋，按此结果楼板配筋只有采用高强钢筋才能达到节省用钢量的目的。对于大跨度双向板，由于板底不同位置的内力存在

13、差异，设计中不宜以最大内力处的配筋贯通整跨和整宽。为了节省用钢量，一般应分板带配筋， 其次当板底筋间距为100或150时，不需将每根钢筋都伸入支座，其中约半数钢筋可在支座前切断。当板面需要采用贯通面筋时，贯通筋的配筋通常不需也不宜超过规定的最小配筋率， 支座不足够时再配以短筋，这样既符合规范规定又可节省用钢量。2.4 柱配筋控制：设计中应通过混凝土强度等级的合理确定来控制其截面尺寸和轴压比，使绝大部分柱段都是构造配筋而非内力控制配筋，此时柱主筋就可以按规定的最小配筋率或比其略高的配筋率选择主筋规格；至于柱箍筋的体积配筋率，由公式可以看出，采用高强度钢筋比低强度钢筋更可节省用钢量。结构顶层边柱尤

14、其是抽掉中柱的大跨度边柱，往往是大偏心受压，其主筋配筋量由内力控制且都较大，为了降低配筋率来节省用钢量，通常采用改变柱竖向形状的方法，如加腋。如改变后仍难以承受其所承担的弯矩，有时干脆可将梁柱顶节点设计成简支，柱中心受压或小偏心受压，此时的边柱也不必改变竖向形状且截面可较小。多层及高层住宅建筑通常由于层高不大，柱主筋完全可以每两层连接一次，既减少了竖向钢筋的接头数量，又节约了钢筋。2.5 地下室基础底板：采用梁板结构要比采用平板式结构更可节省用钢量，本文所指的“梁板结构”仅指柱网为整间大板的结构，如果柱网中添加了次梁，则不仅使施工更为复杂，而且还会增加用钢量，这一点已在大量工程中得到验证，但是

15、纵观总造价而言，梁+大板和无梁楼盖式结构差不多，鉴于现阶段人工较高，梁板式结构中由于梁模板安装过多也会增加总造价。而基础方面，以竖向交通井道形成的筒体，采用桩基础一般都形成多桩承台。布桩时应使桩处于墙体下，这时承台避免受剪甚至能抗弯，其厚度可较小，采用构造配筋率配筋则其配筋量就较少。但大多情况下，布桩无法都设在墙体下，而使承台受剪受冲切，为了满足其受剪受冲切，设计中应从加大承台厚度或提高承台混凝土强度等级着手，而不宜采用增加配筋来满足其抗剪或抗冲切要求，否则将使用钢量大增。此外，由承台混凝土来满足抗剪抗冲切后，承台的配筋就可采用低配筋率而不应也没必要提高配筋率。2.6 构造钢筋控制： 配筋率控

16、制：结构的构造措施对保证结构的安全性起到了重要的作用,规范对结构各构件的构造有详细界定,设计中必须严格执行,但擅自提高标准也是没有必要的。按照理论来说，当构件的配筋按照规范要求的最少配筋率来配置钢筋是最经济的，然而由于各种条件限制，对于不同类型的构件是难于实现的的。故各构件经济的配筋率如下：板配筋率控制0.25-0.5%；梁构件配筋率控制0.5-1.2%；柱、剪力墙属受压或偏心受压构件，其配筋一般由构造控制，在满足最小配筋率基础上，适当提高配筋率即可；基础等以冲切、抗剪控制的混凝土构件，满足受力及最小配筋率即可；按照现行规范规定，构件最小配筋率与混凝土强度和钢筋强度有关。对于构造钢筋而言，选用HRB400级钢筋可大大降低最小配筋率，尤其在楼板配筋中体现的更加充分。对于剪力墙、柱、粱等构件选用HRB400级钢筋，可以充分利用其高强度，可以大大降低钢筋耗钢量，对钢筋加工、绑扎、施工周期都有很大的益处