淺述建筑結構設計中如何控制鋼筋含量

1、<p>　　淺述建筑結構設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注越來越重視，在建筑鋼筋混凝土的結構中單位面積鋼筋的含量高低已成為人們關注的一個重要技術指標，其漸漸也成為工程投資方經濟效益的決定因素之一。怎樣才能在保證滿足設計規(guī)范和結構安全的條件下更多的節(jié)省鋼筋，是結構設計人員的重大任務。本文提出了一系列措施，希望能為所需者提供借鑒。 </p><p

2、>　　關鍵字：建筑結構設計；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>　　在建筑結構設計中，可以影響到鋼筋用量的因素有兩個：宏觀和微觀。宏觀上是建筑設計在進行構思創(chuàng)作時，結構體系是否合理；微觀因素是結構設計中，構件截面是否合適、結構布置是否合理、配筋構造是否科學等。 </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>　　建筑結構的平面長度一般情況下，如果不設縫則不能超長，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構，其相對來說整體穩(wěn)定性較差。為

4、保證結構整體穩(wěn)定，控制結構側向位移，須設置抗側力構件從而實現(xiàn)對結構側向鋼度的提高，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、建筑物柱網尺寸均勻與否 </p><p>　　建筑物柱網絕對尺寸及疏密情況將會直接影響梁板、樓蓋結構布置。樓蓋柱網大，則用鋼量多，反之雖少，但因柱數(shù)

5、增多而使得柱構件用鋼量也會增加。柱網尺寸如果比較均勻，既可以讓結構受力合理，而且其用鋼量也要相對柱網疏密不一的節(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>　　建筑結構鋼筋含量的微觀方面主要是結構工程師對結構設計的具體操作。首先是結構布置，其次是構造構件配筋。 </p><p><b>　　1、豎向構件布置 </b></p><p>　　在建筑方案階段，柱網大小和疏密已經確定，抗震墻合理位置和數(shù)量也通常在結構工種介入

7、方案設計中確定。結構設計具體就是合理確定墻柱截面。墻柱通常為壓彎構件，配筋量多數(shù)是多部位采用構造配筋，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。其外圍墻對結構鋼度貢獻最大，內部貢獻較小。在滿足體剛度情況下，筒體內剪力墻不要過厚、過多、過零碎，否則該位置墻體用鋼量會增加且對結構作用不大。施工上，剪力墻筒體越完整劃一，施工越方便。 </p><p><b>　　2、水平構件布置 </b>

9、</p><p>　　水平構件是樓層梁板構件，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，如果結構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，板配筋由內力控制而非按構造

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。以樁為基礎的地下室底板，采用梁板結構比平板式更節(jié)省鋼量，“梁板結構”僅指柱網是整間大板的結構，如果柱網中有次梁，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”，即改變樓板結構，可考慮現(xiàn)澆雙向空心樓板及加輕質填充塊雙向密肋樓板。 </p><p>　　3、構件的配筋構造 </p><p>　　在符合設計規(guī)范的前提下，有不少設計技巧能節(jié)省用鋼量。 </p><p><b>　　2.3.1柱 </b></p><p>　　設計中，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)柱段是構造配筋而非內力控制配筋，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。結構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，讓其配筋為內力控制而非構造配筋，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力會有差異，設計時不能以最大內力處配筋貫穿整垮。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，其內力不是內力控制配筋而是構造配筋，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件配筋，后者按構造邊緣構件配筋

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，在結構設計中要嚴格區(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、結論 </b></p><p>　　建筑結構設計中要節(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，為結構合理布局創(chuàng)條件；其次，構件截面和結構布置要在滿足結構和

19、構件受力變形合理的前提下利于節(jié)約配筋量；最后，構件具體配筋上，在滿足規(guī)范對構件配筋要求前提下，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].科技致富向導,2010,(02). </p><p>　　[2] 閆忠明.影響結構用鋼量的