建筑结构设计含钢量控制研究

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1、建筑结构设计含钢量控制研究　　摘要：在国家大力提倡建设节约型社会的今天，含钢量已经成为房地产商衡量一个设计院设计质量的重要指标之一，不少结构工程师也越来越重视含钢量的控制。建筑物的含钢量与建筑物的体型有着重要关联，同时直接影响工程的经济收益，本文结合笔者多年工作实践从结构设计的角度，对含钢量的控制措施作出分析和阐述，以期为相关人员提供借鉴。关键词：建筑结构设计；含钢量；控制措施中途分类号：TB482.2文献标识码：A文章编号：1含钢量控制概述有些结构工程师往往过于迁就建筑专业，不对某些无必要的不规则情况提出意见，造成结构平面或竖向严重不规则，将一个本

2、来可以不超限的高层做成超限高层，大大增加了结构含钢量，造成了浪费。这就要求结构工程师提前介入建筑方案的讨论，使最终的建筑方案尽可能简单、规则。影响结构含钢量的因素首先是建筑物的体型，包括建筑物的开间、进深、层高，平面形状的凹凸、竖向立面的缩进、悬挑等等。建筑布置的任何平面不规则或竖向不规则都将导致含钢量的增加。2.建筑结构设计含钢量控制措施62.1钢材的选择市场上钢筋种类很多，选择不同的钢筋对含钢量影响很大。新版GB50010-2010混凝土结构设计规范对钢筋种类做出了较大调整，增加了HRB335，HRB500等高强度钢筋，剔除了原HPB235钢筋。

3、总的来说是提高了钢筋的强度等级，并提倡采用高强度钢筋，以达到增加结构构件的安全储备和节省资源的目的。比如HRB400级钢筋强度设计值为HRB335级钢筋的1．2倍，而市场价格HRB400级钢筋是HRB335级钢筋的1．05倍，采用HRB400级钢筋比采用HRB335级钢筋理论上可以节约造价的10%左右。采用高强度钢筋，可以充分利用钢筋的高强度，大大降低用钢量，对钢筋加工、绑扎、施工周期都有很大的益处。2.2结构布置在确定建筑物的体型后，就要进行结构选型和结构布置。我们主要根据建筑物的高度及建筑的空间使用功能确定结构形式。结构布置应均匀、对称，力求刚心

4、和质心重合，尽量避免出现GB50011-2010建筑抗震设计规范(以下简称《新抗规》)第3．4．3条及JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称《高规》)第4．3．3条等相关不规则情况。这样就给下阶段设计工作中合理控制结构含钢量打下良好的基础。2.3结构计算模型荷载取值6荷载取值的大小直接影响结构含钢量是否合理，过小的荷载会导致结构的不安全，过大的荷载则造成浪费。设计工作中应尽量选用轻质墙体材料，根据建筑墙身做法详细计算荷载，门窗荷载应折去。活载应根据具体建筑功能严格按GB50009-2012建筑结构荷载规范(以下简称《荷载规范》)取值。

5、非固定隔墙的荷载应折入楼面活载。对于《荷载规范》4．1．2条可以折减的项目，应予以折减。结构工程师应该对各种结构形式的单位面积质量有一定了解。2.4结构计算参数的选择目前结构设计计算软件有很多，每个计算软件都有大量参数需要结构工程师设置，这些参数都会影响结构含钢量，必须了解其意义及对计算结果的影响。2.4.1计算振型个数。该值若取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真;取值太大，不仅浪费时间，还能使计算结果畸变。振型个数一般取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数即可。2.4.2结构基本周期。结构基本周期是计算风荷载的重要指标。

6、该参数对于以风荷载起控制作用的高层建筑的含钢量有一定的影响。设计人员可以先保留软件的默认值，待计算后从周期计算结果中提取该值，填入“结构基本周期”选项中，再次计算得出各结果。62.4.3中梁刚度放大系数。一般结构计算中，中梁刚度放大系数取1．5～2之间的某一数值，为的是考虑楼板对结构的刚度贡献，此时计算出来的梁的内力和配筋都会有所提高。故该数值应该按实际情况取值，人为的增加刚度而引起含钢量增加是不必要的。2.5结构计算指标的控制2.5.1周期比。周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致出现过大的扭

7、转已减少配筋。2.5.2位移比。位移比是控制结构平面不规则性的重要指标。《高规》第4．3．5条给出了相应的规定。该值如果超过了1．2，说明结构竖向构件布置的不均匀，刚心和质心不重合，结构扭转产生内力，导致竖向构件和框架梁的配筋都增大。此时，需调整竖向构件布置使其刚心和质心相重合，以减小结构平面的扭转。此外，根据《新抗规》第3．4．1～3．4．3条及其条文说明的内容，位移比1．2～1．4时，为一般不规则情况;位移比大于1．4时，为特别不规则情况。位移比是判别该建筑是否为超限高层的重要指标，对含钢量影响很大。2.5.3刚度比。刚度比是控制竖向不规则的重要

8、指标，同时也是判别该建筑是否为超限高层的重要指标。结构工程师应根据实际情况，对上下层结构构件的刚度进行调整，