影響建筑含鋼量因素對(duì)策

1、影響建筑含鋼量因素對(duì)策影響建筑含鋼量的因素及對(duì)策一、影響含鋼量的因素1、自然條件作用在建筑結(jié)構(gòu)上的外力，主要有地震作用和風(fēng)荷載。處在抗震設(shè)防烈度高或者風(fēng)壓大的地區(qū)，含鋼量高，反之則低。在氣候惡劣、溫差變化劇烈的地區(qū)，為抵抗溫度應(yīng)力，增加抗拉性能優(yōu)良的鋼筋的配置。建筑場(chǎng)地上質(zhì)差，淺層上承載力低，持力層埋深大時(shí)，需要采用樁基礎(chǔ)或很厚的鋼筋混凝土筏板，含鋼量較大。這是含鋼量的地區(qū)和環(huán)境四環(huán)素。2、政策規(guī)范短缺經(jīng)濟(jì)時(shí)代，主要傾向是竭盡全力去約束消費(fèi)和限制投資，政策取向和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都傾向于1Y約，設(shè)計(jì)規(guī)范的低標(biāo)準(zhǔn)、低安全度和某些荷載標(biāo)準(zhǔn)值的過(guò)低取值是特定歷史條件下的產(chǎn)物，我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各類(lèi)構(gòu)件中

2、受拉和受壓縱向鋼筋最小配筋率的規(guī)定，最早引自原蘇聯(lián)規(guī)范，取值偏低。1997年11月建設(shè)部發(fā)布的中國(guó)建筑技術(shù)政策（19962010年）中，明確提出發(fā)展建筑鋼材、建筑鋼結(jié)構(gòu)和建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的具體要求，使中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)行的“方約鋼材”政策轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂侠碛娩摗闭摺Ｐ碌幕炷辖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范為了增強(qiáng)延性和防倒塌能力，主要還得靠合理加大構(gòu)造用鋼量。2002和2010版的混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)非抗震結(jié)構(gòu)中受彎、偏心受拉和軸心受拉構(gòu)件中的受拉縱向鋼筋最小配筋率改用特征值表達(dá)式和下限值相結(jié)合的取值方案，使其取值水準(zhǔn)適度提高：通過(guò)對(duì)抗震框架梁受拉縱向鋼筋最小配筋率增加特征值表達(dá)式，適度提高了其在混凝土強(qiáng)度等級(jí)偏高情況

3、下的取值：適度提高了非抗宸受壓構(gòu)件和抗震框架柱的縱向鋼筋最小配筋率取值：新增了基礎(chǔ)底板最小配筋率的取值規(guī)定。新的混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范基于以上理由，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的含鋼量要求，較之上世紀(jì)的規(guī)范有明顯的提高，設(shè)計(jì)試算表明，提高幅度約為5%15%。這是含鋼量的政策規(guī)范因素。3、開(kāi)發(fā)成本的考量有些開(kāi)發(fā)商患有含鋼量恐懼癥和對(duì)鋼筋指標(biāo)的過(guò)敏，往往先不看造價(jià)指標(biāo)而看鋼筋指標(biāo)，甚至于把鋼筋指標(biāo)多少衡量設(shè)計(jì)、審價(jià)質(zhì)量的一個(gè)最重要要素。每1平方建筑面積增加1公斤鋼筋，每平方建筑成本增加不到5元（以鋼筋價(jià)格每噸4000元核算），其實(shí)也不算多，相對(duì)于動(dòng)輒幾萬(wàn)元一平米的房?jī)r(jià)，幾乎可以忽略不計(jì)，但開(kāi)發(fā)商不是這樣想的，他們認(rèn)為如

4、果每平方能省下30公斤，建筑成本每平方可以行約150元，這相當(dāng)于整個(gè)建筑的安裝專(zhuān)業(yè)成本。如果開(kāi)發(fā)一個(gè)30萬(wàn)平方的小區(qū)，可以節(jié)省4500萬(wàn)，這是一筆可觀的費(fèi)用。而開(kāi)發(fā)商又聽(tīng)不良設(shè)計(jì)師忽悠，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的優(yōu)化空間，每平方省30公斤鋼筋是完全可以實(shí)現(xiàn)的，云云，于是乎，開(kāi)發(fā)商競(jìng)相以含鋼量低作為選擇設(shè)許公司的首要考量條件。至于，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高不高，安全度高不高，設(shè)計(jì)合不合理，都不在他們考慮范圍，購(gòu)房者也看不到，只要房子不倒掉就行。這是含鋼量的開(kāi)發(fā)商因素。4、設(shè)計(jì)參數(shù)建筑專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)，對(duì)含鋼量影響最大的一個(gè)方面是建筑物的規(guī)則性，具體體現(xiàn)在開(kāi)間、進(jìn)深、層高、平而形狀的凹凸、豎向立面的縮進(jìn)、懸挑等等。如果是平立面

5、復(fù)雜多變，造型怪異的建筑，其含鋼量必然很大，這也是一般公共建筑（劇院、體育館等）比同等面積的住宅辦公樓含鋼量大一兩倍的原因。此外，對(duì)于工業(yè)廠房，影響含鋼量的設(shè)計(jì)參數(shù)，則是廠房的跨度、高度、柱距、吊車(chē)噸位和樓而荷載（對(duì)多層廠房而言）。結(jié)構(gòu)體系的選擇直接左右著含鋼量的大小。要想降低含鋼量，必須多方案比較。如美國(guó)紐約102層的帝國(guó)大廈采用的是框架2剪力墻體系，用鋼量206kg/m2：而芝加哥110層的西爾斯大廈，采用束筒體系，用鋼量?jī)H161kg/m2,比帝國(guó)大廈降低了20%。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)方案選擇不合理造成的浪費(fèi)，往往比配筋計(jì)算的不精確造成的浪費(fèi)大得多。這是含鋼量的設(shè)計(jì)因素5、施工變更由于施工變

6、更是在現(xiàn)場(chǎng)提出的，要求盡快實(shí)施，沒(méi)有時(shí)間反復(fù)計(jì)算比較，設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)做出答復(fù)，這些變更一般偏于保守。另一種常見(jiàn)的情況是因?yàn)椴少?gòu)不到設(shè)計(jì)所要求品種規(guī)格的鋼筋,必須進(jìn)行鋼筋代換，代換后的用鋼量多數(shù)只增不減。這是含鋼量增加的施工因素。二、降低含鋼量對(duì)策在滿足規(guī)范和保證結(jié)構(gòu)安全度及相同約束條件下如何降低含鋼量？應(yīng)該是合理安全前提下的含鋼量最少，而不是通過(guò)降低安全度犧牲舒適度來(lái)達(dá)到降低含鋼量目的，我是一貫反對(duì)片面的追求過(guò)低的含鋼量。任何事都有個(gè)度，超過(guò)這個(gè)度就會(huì)發(fā)生質(zhì)變，后果很?chē)?yán)重。也不是含鋼量越少越好，過(guò)少的含鋼量是不正常的，可以基本斷定是有問(wèn)題的。規(guī)范規(guī)定了最小配筋率，這是底線，必須滿足，也不要只取

7、最小值。某些構(gòu)造和施工要求的配筋無(wú)法量化,如為防止較長(zhǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫而配置的溫度鋼筋及厚板架立筋等等，都是必不可少的。還有一些細(xì)部處理需要的構(gòu)造鋼筋，規(guī)范沒(méi)有明確規(guī)定，也是結(jié)構(gòu)工程師在具體設(shè)計(jì)時(shí)不能節(jié)省的。1、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案建筑師應(yīng)摒棄片面追求新奇怪的不良嗜好，使建筑平立面規(guī)則整齊，體型簡(jiǎn)潔協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)出自然和諧、美觀大方的建筑。采用什么結(jié)構(gòu)體系對(duì)于含鋼量關(guān)系重大，能做落地剪力增的就不做框支轉(zhuǎn)換層，能使短肢剪力增減少就盡量減少。長(zhǎng)墻肢有利于降低豎向構(gòu)件的配筋率以及減少暗柱數(shù)量,例如對(duì)高層住宅采用鋼筋混凝上剪力墻結(jié)構(gòu)體系，從承載力方面來(lái)看,小開(kāi)間結(jié)構(gòu)中增體的作用不能得到充分的發(fā)揮。過(guò)多的剪力墻(結(jié)構(gòu)的

8、側(cè)向剛度過(guò)大)反而降低建筑延性，導(dǎo)致較大的地震作用。由于結(jié)構(gòu)自重較大，增加了基礎(chǔ)工程含鋼量。大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)體系與小開(kāi)間體系相比，使用功能靈活，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，是高層住宅設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。2、合理的基礎(chǔ)形式一般來(lái)說(shuō)，鋼筋混凝土基礎(chǔ)耗用的鋼筋總量巨大，甚至超過(guò)上部結(jié)構(gòu)。所以對(duì)基礎(chǔ)采取什么形式，必須反復(fù)權(quán)衡。能用淺基礎(chǔ)時(shí)就不要用樁基，采用樁基時(shí)求短不求長(zhǎng)，濯注樁配筋又有通長(zhǎng)和二分之一、三分之一樁長(zhǎng)的由省辦法。此外，采用加固軟上地基新技術(shù)可以避免使用鋼筋混凝上樁，而進(jìn)行樁-上復(fù)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，則可減少樁的數(shù)量或樁長(zhǎng)。樁承臺(tái)+筏板可能比純底板基礎(chǔ)形式可能更合理，且能降低含鋼量。3、采用HRB400級(jí)鋼筋HR

9、B335級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fy=300N/mm2.HRB400級(jí)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fy=360N/mm2,兩者強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比為360/300=1.2,但兩者巾場(chǎng)價(jià)格，HRB400級(jí)比HRB335級(jí)鋼筋略高，綜合價(jià)格比為1.05。若將強(qiáng)度低的HRB335級(jí)改為強(qiáng)度較高的HRB400級(jí)鋼，則可節(jié)約鋼材約14%(1.2/1.05-l=14%)o此外，在板構(gòu)件中采用冷軋帶肋焊接鋼筋網(wǎng)片代替普通鋼筋，節(jié)約率可達(dá)15%04、采用新型樓蓋和隔墻系統(tǒng)樓蓋體系是建筑結(jié)構(gòu)的基本組成部分之一，其重量占整個(gè)房屋重量的22%左右。樓蓋結(jié)構(gòu)多次重復(fù)使用，其累計(jì)質(zhì)量占建筑總質(zhì)量的很大比例。降低樓蓋質(zhì)量，大幅度減輕建筑總質(zhì)量，

10、從而減輕地震作用：同時(shí)，還可降低墻、柱及基礎(chǔ)的造價(jià)。降低樓蓋體系自身高度，不僅可減少層高，節(jié)約建筑空間，還可降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)、管線材料及施工機(jī)具的費(fèi)用。目前,國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的鋼筋混凝土樓蓋體系有如下幾種:現(xiàn)澆梁板式樓蓋;井字樓蓋;無(wú)梁樓蓋;預(yù)應(yīng)力框架扁梁密肋樓蓋;無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓蓋。鋼筋用量最少的是無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓蓋、其次是預(yù)應(yīng)力框架扁梁密肋樓蓋，鋼筋用量最多的是井字樓蓋和現(xiàn)澆梁板式樓蓋。近年出現(xiàn)了許多新研制的樓蓋系統(tǒng)，鋼筋用量減少10%30%。隔增費(fèi)用占房屋造價(jià)的12%左右。同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院針對(duì)一座上海地區(qū)正在建造的28層剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅建筑作了采用石膏板內(nèi)隔墻系統(tǒng)與傳統(tǒng)磚石混凝上墻體系統(tǒng)的造價(jià)和經(jīng)濟(jì)性比較。研究表明，在高層住宅建筑中采用輕質(zhì)石膏板內(nèi)隔墻體系，主要的上建結(jié)構(gòu)造價(jià)（包括樓板、外墻、內(nèi)增、梁、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系等）比傳統(tǒng)磚石混凝上體系的土建結(jié)構(gòu)造價(jià)降低10%，建筑工程的總造價(jià)降低4.27%。5、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量有關(guān)資料表明，合理的設(shè)計(jì)可以降低工程總造價(jià)的5%10%,甚至20%。對(duì)同一工程同類(lèi)型建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，不同設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)方案的鋼筋含量相差竟達(dá)20kg/m2以上（多用鋼材38%）。例如，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中出于方便施工、提高設(shè)計(jì)效率等諸多目的，會(huì)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi)歸并。為了使涵蓋面更廣，往往會(huì)用較大配筋的構(gòu)件，去包羅較小配筋的同斷面構(gòu)件，以確保結(jié)構(gòu)安全度