1、合理控制含鋼量的一些措施合理的結(jié)構(gòu)布置是減少含鋼量的前提,正確的荷載取值是減少含鋼量的基礎(chǔ),慎重的選擇計算參數(shù)是減少含鋼量的有力保障, 適度的構(gòu)造措施,多方面研究結(jié)構(gòu)的合理性，才能使結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更有藝術(shù)性。 1宏觀調(diào)控1.1 合理的結(jié)構(gòu)布置是減少含鋼量的前提1.1.1 平面的合理分縫：即結(jié)構(gòu)單元是否超長，當建筑物較長，而結(jié)構(gòu)又不設(shè)永久縫時就成為超長建筑。超長建筑由于必須考慮混凝土的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，它相對于非超長建筑主要對待的僅是荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，其單位面積用鋼量顯然要多些。并且平面長寬比較大的建筑物，不論其是否超長，由于兩主軸方向的動力特性（也即整體剛度）相差甚遠，在水平力（風力或地震）作用

2、下，兩向構(gòu)件受力的不均勻性造成配筋不均。1.2 合理的構(gòu)件布置方案：1.2.1 豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置：1.2.1.1 抗側(cè)力構(gòu)件的布置位置差異，將決定剛度中心與質(zhì)量中心相重合或靠近，或者抗側(cè)力構(gòu)件所在位置能產(chǎn)生較大的抗扭剛度，結(jié)構(gòu)的抗扭效應(yīng)小，因而結(jié)構(gòu)整體用鋼量就少，反之則多。并且墻柱的其疏密程度，直接影響到樓蓋梁板的結(jié)構(gòu)布置，所以墻柱布置較均勻一致不僅使結(jié)構(gòu)（包括柱和梁）受力合理，而且其用鋼量要比墻柱網(wǎng)疏密不一的要節(jié)省。有關(guān)墻柱網(wǎng)大小和疏密，基本上在建筑方案階段已經(jīng)確定，抗震墻的合理數(shù)量及合適位置一般也在結(jié)構(gòu)工種介入方案設(shè)計過程中得到確定。結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體操作就是合理地確定墻柱截面，墻柱一般是壓

3、彎構(gòu)件，其配筋量在多數(shù)情況下至少是多數(shù)部位都采用構(gòu)造配筋，因此在其混凝土強度等級合理取值且滿足軸壓比要求的前提下，墻柱截面不宜過大，否則用鋼量將隨其截面增大而增加。住宅建筑的框架或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，有時為了在室內(nèi)不露柱角而將柱外露，且為了立面的需要又使柱截面上下一致，這種設(shè)計方法對于小高層（十一層以下）住宅是可以接受的，倘若層數(shù)再多些，則采用此方法將會增加用鋼量。即使從結(jié)構(gòu)受力角度看，這種設(shè)計方法也是不提倡的，因樓層荷載在柱位處會產(chǎn)生較大偏心，尤其是角柱。柱截面種類不宜太多也是設(shè)計中的一個原則，在柱網(wǎng)疏密不均的建筑中，某根柱或為數(shù)不多的若干根柱由于軸力大而需較大截面，而建筑考慮便于裝修則希望柱截

4、面相同，此時如將所有柱截面放大以求其統(tǒng)一，勢必增加用鋼量。合理經(jīng)濟的做法應(yīng)是對個別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勁性鋼筋以提高其軸壓比，從而達到控制其截面尺寸的目的。這里運用的是個別處理總比大面積增加用鋼量更科學經(jīng)濟的道理和做法。1.2.1.2 利用豎向交通井道而形成的剪力墻筒體，其外圍墻體對結(jié)構(gòu)剛度的貢獻最大，而內(nèi)部墻體則貢獻甚微。在滿足結(jié)構(gòu)整體剛度的前提下，筒體內(nèi)部的剪力墻不宜過多過厚和過于零碎，否則會增加該部位墻體用鋼量且對結(jié)構(gòu)無大作用。從施工角度看，剪力墻形成的筒體越是完整劃一，施工就越方便。從受力角度看，筒體內(nèi)部隔墻若設(shè)梁支承于筒體外圍墻上，從而增大外圍墻的

5、軸力避免受拉對其受力反而有利，尤其是內(nèi)筒的角部處。1.2.1.3 對于高層建筑，墻柱截面還有一個階梯式收截面問題。從節(jié)省用鋼量的角度出發(fā)，墻柱截面應(yīng)盡量小，只要符合50MM模數(shù)，幾乎可以每層都收級，但從結(jié)構(gòu)整體特別是從施工角度考慮，一幢高層建筑的墻柱截面變化過于頻繁、截面種類過多卻不科學，這種只看局部不顧整體、因小失大的做法是不妥當?shù)?。正因如此，一幢?00米的高層建筑，其柱截面變化在正常情況下應(yīng)為34次即每58層變化一次，表面上雖然有悖于節(jié)省用鋼量的基本原則，但從混凝土結(jié)構(gòu)的施工效益來看，卻是必要和合理的。1.2.2 水平構(gòu)件布置：通常指的是樓層梁板構(gòu)件， 其布置原則首先是受力傳力合理，其次

6、是使用效果（包括視覺效果）良好，最后才是用鋼量的節(jié)省，設(shè)計中不能本末倒置。對于公共建筑的樓層，如結(jié)構(gòu)單元兩向主軸尺寸相近，則以兩向井字次梁布置；如兩向主軸尺寸相差甚大，則區(qū)分主、次框架，以典型的交梁樓蓋布置，其中板跨控制在約3米左右，板厚取100MM,對于住宅建筑，在34.5米正常開間情況下，樓板厚度為100120MM,應(yīng)盡量增大板跨，而沒必要也不應(yīng)凡遇隔墻就設(shè)梁。當采用高強鋼筋時，應(yīng)使板的配筋由內(nèi)力控制而非按構(gòu)造配筋，否則將得不償失。當板跨小、布梁多時肯定用鋼量會增多，而且可能使樓面荷載多次傳遞，造成受力不合理。而對于當前流行的豪宅大面積客廳，其空間面積達40-60平方米，甚至更大，如此板塊

7、采用普通混凝土平板，即使施加了預應(yīng)力，其用鋼量都會較多，其主要原因是板的跨度和自重均較大。大跨度由使用功能決定而無法改變，要節(jié)省用鋼量，只能往“自重”上考慮，即改變樓板的結(jié)構(gòu)形式。采用先進技術(shù)的現(xiàn)澆雙向空心樓板、加輕質(zhì)填充塊的雙向密肋樓板，都是可以考慮的徒徑。1.3 正確的荷載取值是減少含鋼量的基礎(chǔ) 荷載輸入值的計算是否正確,關(guān)系到整個工程的含鋼量是否正常,應(yīng)認真對待。附加恒載值應(yīng)按建筑大樣詳細計算,活載應(yīng)根據(jù)建筑功能嚴格按 建筑結(jié)構(gòu)荷術(shù)措施取值,請勿擅自放大,對于一些特殊功能(如倉貯式超市等)的建筑,應(yīng)會同甲方共同測算活荷載的取值。對于GB5000920014.1.2條可折減的項目,應(yīng)嚴格按

8、所列系數(shù)折減,尤其是消防車活載。應(yīng)分別對板、次梁及墻柱基礎(chǔ)取不同值進行分步計算,取相應(yīng)的計算結(jié)果對各構(gòu)件配筋。1.4 慎重的選擇計算參數(shù)是減少含鋼量的有力保障。目前的結(jié)構(gòu)計算軟件都有大量的參數(shù)需要用戶自定,這些參數(shù)的確定直接影響著含鋼量的變化,因此, 必須弄清楚每個參數(shù)的內(nèi)在核心意義,才能正確地選擇。如周期折減系數(shù)、梁彎矩放大系數(shù)、梁剛度放大系數(shù)及各項地震錄入信息。1.5 規(guī)范各項指標的控制：透徹理解抗規(guī)、高規(guī)、高規(guī)補充規(guī)定中提出的各項重要指標性要求，如六項比值指標：軸壓比、剪重比、剛度比、位移比、周期比和剛重比，各項指標都存在間接或者直接的聯(lián)系，是結(jié)構(gòu)布置合理與否的真實反映；過剛或過柔的結(jié)構(gòu)

9、也是不合理的，過剛的結(jié)構(gòu)換言之就是結(jié)構(gòu)將吸收過多的地震力，代價就是用構(gòu)件來抗力，也就是含鋼量會增加。而過柔結(jié)構(gòu)本來就是不符合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求了，所以結(jié)構(gòu)的合理性原則就是平衡和恰到好處。2 微觀調(diào)控根據(jù)各個構(gòu)件的含鋼量統(tǒng)計分析，一般的住宅類建筑的含鋼量分布為梁>板>柱（框架結(jié)構(gòu)）或梁剪力墻>板（剪力墻結(jié)構(gòu)），可見梁的含鋼量為各結(jié)構(gòu)類型中含鋼量的首要考慮要素，有效地控制梁的含鋼量是降低總體含鋼量的關(guān)鍵。2.1 梁配筋控制：梁配筋大多由內(nèi)力控制，但仍有小部分由最小配筋（箍）率控制。從梁主筋最小配筋率及梁箍筋配箍率公式中可以看出，要使梁的用鋼量不太高，一是混凝土強度等級不宜過高，二是

10、采用高強度鋼筋，前者不僅可降低最小配筋（箍）率，更重要的是有利于作為受彎構(gòu)件的梁的抗裂性能。對截面寬度較小的梁，當配筋量較大時往往需要放23 排鋼筋，無疑將減小梁的有效高度，因此當不影響使用或建筑空間觀感時，梁寬宜略為放大，盡量布置成單排主筋，尤其是梁截面高度不太大時，以達到節(jié)省鋼筋的目的?？缍容^大的懸臂梁，不論其承受的是均布荷載還是梁端集中荷載，其彎矩內(nèi)力都是急劇下降的，因此當面筋較多時，除角筋需伸至梁端外，其余尤其是2排鋼筋均可在跨中切斷，既節(jié)省鋼筋又方便施工， 是一種確實可行的方法。梁承受集中荷載處要配置附加橫向鋼筋（加密箍筋及吊筋）。正常結(jié)構(gòu)布置的樓層梁，每一處集中荷載一般都不太大，在

11、通常情況下，僅在梁側(cè)配置加密箍筋已經(jīng)足夠，若再加配吊筋則已能承受更大的集中荷載。但設(shè)計中盲目加大吊筋直徑，既沒必要又會造成鋼材的浪費。2.2 剪力墻配筋控制：首先必須是結(jié)構(gòu)合理布置，那么邊緣構(gòu)件的配筋通常采用構(gòu)造配筋。其次邊緣構(gòu)件分為加強部位和非加強部位兩類，前者必須按約束邊緣構(gòu)件配筋，后者則按構(gòu)造邊緣構(gòu)件配筋。不管是節(jié)點區(qū)還是其余墻段，前者的配筋量均遠大于后者，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中嚴格區(qū)分抗震墻的加強部位和非加強部位，對鋼筋用量而言是具有很大意義的，而隨意擴大抗震墻的加強部位肯定會增加用鋼量?？拐饓θ缒芎侠淼夭贾?、截面合理取值，其配筋多半不是內(nèi)力控制配筋而是構(gòu)造配筋，這樣其節(jié)點區(qū)主筋、箍筋以及墻

12、段的水平分布筋的配筋率都可按規(guī)范規(guī)定的最小配筋率配置。即使因建筑物的重要性等級較高而需要提高其配筋率，也應(yīng)控制在較小的幅度內(nèi)，否則將大幅增加用鋼量。需要指出的是，抗震墻約束邊緣構(gòu)件中的箍筋配筋量也與鋼筋的抗拉強度有關(guān)，因此為使其配箍直徑不過大、箍筋肢距不過密，使其配箍量不太高，宜采用高強鋼筋?？拐饓χ械膲Χ呜Q向分布筋通常都不是由內(nèi)力控制，其作用主要是固定水平分布筋，防止墻面出現(xiàn)水平收縮裂縫，故其間距通常取200，最小直徑8，僅需滿足最小配筋率，不必隨意提高其配筋量。2.3 樓板配筋控制：前面已提及現(xiàn)澆混凝土樓板的厚度通常在100或以上，在此條件下宜將板跨增大，使其配筋為內(nèi)力控制而非構(gòu)造配筋，按

13、此結(jié)果樓板配筋只有采用高強鋼筋才能達到節(jié)省用鋼量的目的。對于大跨度雙向板，由于板底不同位置的內(nèi)力存在差異，設(shè)計中不宜以最大內(nèi)力處的配筋貫通整跨和整寬。為了節(jié)省用鋼量，一般應(yīng)分板帶配筋， 其次當板底筋間距為100或150時，不需將每根鋼筋都伸入支座，其中約半數(shù)鋼筋可在支座前切斷。當板面需要采用貫通面筋時，貫通筋的配筋通常不需也不宜超過規(guī)定的最小配筋率， 支座不足夠時再配以短筋，這樣既符合規(guī)范規(guī)定又可節(jié)省用鋼量。2.4 柱配筋控制：設(shè)計中應(yīng)通過混凝土強度等級的合理確定來控制其截面尺寸和軸壓比，使絕大部分柱段都是構(gòu)造配筋而非內(nèi)力控制配筋，此時柱主筋就可以按規(guī)定的最小配筋率或比其略高的配筋率選擇主筋規(guī)

14、格；至于柱箍筋的體積配筋率，由公式可以看出，采用高強度鋼筋比低強度鋼筋更可節(jié)省用鋼量。結(jié)構(gòu)頂層邊柱尤其是抽掉中柱的大跨度邊柱，往往是大偏心受壓，其主筋配筋量由內(nèi)力控制且都較大，為了降低配筋率來節(jié)省用鋼量，通常采用改變柱豎向形狀的方法，如加腋。如改變后仍難以承受其所承擔的彎矩，有時干脆可將梁柱頂節(jié)點設(shè)計成簡支，柱中心受壓或小偏心受壓，此時的邊柱也不必改變豎向形狀且截面可較小。多層及高層住宅建筑通常由于層高不大，柱主筋完全可以每兩層連接一次，既減少了豎向鋼筋的接頭數(shù)量，又節(jié)約了鋼筋。2.5 地下室基礎(chǔ)底板：采用梁板結(jié)構(gòu)要比采用平板式結(jié)構(gòu)更可節(jié)省用鋼量，本文所指的“梁板結(jié)構(gòu)”僅指柱網(wǎng)為整間大板的結(jié)構(gòu)

15、，如果柱網(wǎng)中添加了次梁，則不僅使施工更為復雜，而且還會增加用鋼量，這一點已在大量工程中得到驗證，但是縱觀總造價而言，梁+大板和無梁樓蓋式結(jié)構(gòu)差不多，鑒于現(xiàn)階段人工較高，梁板式結(jié)構(gòu)中由于梁模板安裝過多也會增加總造價。而基礎(chǔ)方面，以豎向交通井道形成的筒體，采用樁基礎(chǔ)一般都形成多樁承臺。布樁時應(yīng)使樁處于墻體下，這時承臺避免受剪甚至能抗彎，其厚度可較小，采用構(gòu)造配筋率配筋則其配筋量就較少。但大多情況下，布樁無法都設(shè)在墻體下，而使承臺受剪受沖切，為了滿足其受剪受沖切，設(shè)計中應(yīng)從加大承臺厚度或提高承臺混凝土強度等級著手，而不宜采用增加配筋來滿足其抗剪或抗沖切要求，否則將使用鋼量大增。此外，由承臺混凝土來滿

16、足抗剪抗沖切后，承臺的配筋就可采用低配筋率而不應(yīng)也沒必要提高配筋率。2.6 構(gòu)造鋼筋控制：2.6.1 配筋率控制：結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施對保證結(jié)構(gòu)的安全性起到了重要的作用,規(guī)范對結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的構(gòu)造有詳細界定,設(shè)計中必須嚴格執(zhí)行,但擅自提高標準也是沒有必要的。按照理論來說，當構(gòu)件的配筋按照規(guī)范要求的最少配筋率來配置鋼筋是最經(jīng)濟的，然而由于各種條件限制，對于不同類型的構(gòu)件是難于實現(xiàn)的的。故各構(gòu)件經(jīng)濟的配筋率如下：板配筋率控制0.25-0.5%；梁構(gòu)件配筋率控制0.5-1.2%；柱、剪力墻屬受壓或偏心受壓構(gòu)件，其配筋一般由構(gòu)造控制，在滿足最小配筋率基礎(chǔ)上，適當提高配筋率即可；基礎(chǔ)等以沖切、抗剪控制的混凝土構(gòu)件，滿足受力及最小配筋率即可；按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，構(gòu)件最小配筋率與混凝土強度和鋼筋強度有關(guān)。對于構(gòu)造鋼筋而言，選用HRB400級鋼筋可大大降低最小配筋率，尤其在樓板配筋中體現(xiàn)的更加充分。對于剪力墻、柱、粱等構(gòu)件選用HRB400級鋼筋，可以充分利用其高強度，可以大大降低鋼筋耗鋼量，對鋼筋加工、綁扎、施工周期都有很大的益處。推