浅谈房地产开发的含钢量设计
建筑结构设计中的含钢量

建筑结构设计中的含钢量导言房地产建筑事业的蓬勃发展加强了对建筑材料合理使用和科学规范要求。
建筑结构设计市场的竞争日趋激烈,甲方将含钢量的多少作为选择设计单位的优先条件。
现在许多建筑结构设计公司要求一定要做到满足甲方的合同限额要求。
从理论上讲,人们应该把避免浪费和优化设计作为最终的目的,而不能一味的追求低的含钢量。
从建筑结构设计的全程角度考虑,结构本身与建筑方案都会影响含钢量的大小,只有综合考虑各方面的因素才能设计出更为安全更为经济的建筑。
在建筑材料中,结构含钢量的高低控制着工程建设的总成本,它影响着后续工程造价的估算,而结构的主体部分约占总造价的50%。
在进行建筑结构设计时,不同的区域、不同的建筑都会影响结构含钢量的大小,追求以最少的成本得到最安全、经济、美观的结构是开发商共同的目标。
影响建筑结构中含钢量的主要因素1.复杂的建筑平面形状和地震烈度复杂的建筑平面设计会影响建筑含钢量大小。
复杂的平面形状会增加建筑的施工难度,其中为了增加凹凸结构的稳定性,在设计时应尽量增加含钢量,同时,凹凸面的设计会提高对建筑材料的要求,例如,建筑结构的采光和保温都要考虑到结构的平面形状,这样不但增加了建筑结构的设计成本,还增加了对建筑结构含钢量的控制难度。
建筑结构因地震强度的不同而不同。
建筑设防烈度范围在Ⅶ度和Ⅷ度时,结构所承受的地震作用会相差约40%,而不同地区的建筑其结构设计也不相同,在地震频繁、震害较大的地区,建筑物的含钢量显著的高。
一般来说,地震频发地区的建筑较没有地震的地区考虑的因素比较多,设计和含钢量也相对严格。
建筑结构会因不同类别的建筑场地而不同,相应承载力的不同会导致建筑结构含钢量的不同,因此,在结构设计中必须根据地基承载力和建筑场地的类别来确定含钢量的大小。
2.建筑结构的高度合理的控制建筑物的高度关系到结构含钢量的大小。
城市化进程的推进、建筑用地的紧缺以及土地价格的上涨决定了高层建筑的类型,建筑物高度的限制决定了承载力强度的大小,也间接的控制了结构含钢量的多少。
高层住宅结构含钢量控制探讨

高层住宅结构含钢量控制探讨随着我国国民经济的高速发展,我国对土地出让的方针不断完善,土地价格以及国家的规定费用也不断提高。
因此,城市中可以开发利用的土地逐渐减少。
高层住宅建筑应运而生,它能够有效减少城市的用地面积,并逐渐成为城市居民居住的主要形式。
国家制定的《国民经济和社会发展规划建设》当中提出,资源的节约是一项基本国策,加快建设节约型环境有利于社会的可持续发展,促进城市环境、资源等方面的发展。
在建造高层住宅建筑的过程中,材料费用中的70%左右是钢筋的费用。
如果能有效节省钢筋的费用,则可以有效降低建筑过程需要的材料费用。
因此,必须要对材料进行严格规范和控制,通过对建筑的含钢量进行控制,从而有效保证建筑的质量,同时也能有效节约资源和资金。
1.含钢量控制的步骤概况含钢量的控制主要包括以下几个方面:(1)结构体系设计:设计人员可以通过多个方案的经济技术比较,选出最合适的结构方案。
将含钢量控制在合理的范围内。
(2)精细化设计:在满足既定的范围下,设计人员必须充分节省钢材料,避免材料的浪费。
让钢材料用到实处。
(3)结构理念设计:除了以上两点之外,设计人员应该在设计方案阶段对建筑的材料进行估算,并提出几点合理的建议,从而有效控制各项指标,下文进行详细分析。
2.高层建筑含钢量控制分析2.1方案设计阶段2.1.1注意高宽比对含钢量的影响对于高宽比大的高层住宅建筑来讲,设计人员为了能够有效保证建筑的稳定性,必须要增强建筑侧向的刚度,只有满足刚度才能够有效提高建筑的抗震性、抗风性,提高建筑舒适度。
因此,设计人员必须保证建筑侧向位移的强度,将其规范在合理的要求内。
2.1.2平面的规则性和均匀性除了侧向刚度需要注意之外,设计人员还应该注意平面体型的规则性和均匀性。
由于两者均具有较大的影响,建筑平面的外凸和内收程度,对建筑物平面刚度有着重要的影响。
以平面设置为X、Y轴的时候,建筑物平面刚度和产生的突变都能够对轴动力特性产生比较大的影响;若两个方向的刚度具有明显的差异性,就会直接影响整体的刚度。
谈建筑结构设计含钢量控制

谈建筑结构设计含钢量控制摘要:随着我国社会经济的不断发展,也相应的促进了我国建筑行业的发展。
在进行建筑结构设计时,需要对含钢量进行科学的控制,以进一步提高整个建筑的综合性能。
因此,本文主要针对于建筑结构设计的含钢量控制进行了具体的分析和探讨,希望通过本文的探讨,能够为相关方面的研究提供理论性的参考。
关键词:建筑设计;控制;含钢量1 影响建筑结构含钢量的因素分析1.1 建筑物在防震度上的不同建筑物在防震度上的不同,导致建筑设计师进行含钢量分布设计时也会不同。
如果建筑物按照防震度来设计的话,在防震度为8度和9度时,建筑物的防震度大概相差40%~60%之间,建筑设计结构的防震度不同,也会导致建筑物的防震等级之间的差异,同样建筑结构中的含钢量也会有很大的差距。
1.2 建筑平面的凹凸面控制在设计建筑物时难免会出现一些凹凸的平面,凹凸面越复杂,在建筑工程当中也就越浪费钢筋量,在设计建筑物时尽量让面越简单越好,除了减少墙体的面积之外,更主要的是在墙体面积减少的同时,也可以控制钢筋的使用量。
因此,建筑平面的凹凸面的控制直接影响到了建筑结构中的钢筋使用量。
1.3 使用的材料控制众所周知,物体的重量越大,称重器材就越浪费。
因此,在投入到建筑当中的器材尽量选择重量比较轻的材料,随着科技的发展,建筑材料也是多种多样,但是在选择建筑材料时尽量选取重量比较轻的,进而减轻建筑物的总体重量,总重量减轻了,投入到建筑物当中的钢筋总量也就控制下去。
1.4 了解钢筋的加工条件以及造价在选取投入到建筑当中的钢筋材料时,不要盲目选取高指标高牌子的钢筋材料,还要考虑其中的造价以及加工条件。
可能选择一条高指标高牌子的钢筋够选择10条与其质量对等的钢筋,高指标高牌子的钢筋材料价格非常昂贵,而且这样的高品牌订货还非常困难。
这些在建筑当中都是要考虑的,要从各个角度综合的考虑,选择出性价比最高的品牌,做出正确的选择。
2 控制含钢量的方法分析2.1 与信誉度较好的设计单位合作房地产开发公司选择合作的设计单位时,一定要选择信誉高、评价好、高效率的设计单位进行,只有设计者在团体的配合下,根据以往的设计经验以及科学的理论设计出优秀的建筑构架图,才能对含钢量进行科学的控制。
浅谈建筑结构设计含钢量控制

浅谈建筑结构设计含钢量控制摘要:随着城市化进程的深入推进,建筑工程随处可见,因此工程造价问题也备受社会各界的重视,在建筑行业中,较为突出的就是建筑结构设计中对含钢量的控制,建筑项目的负责人及各部门施工人员,都要做到对建筑结构有一个全面到位的认知,且能够准确剖析出每一种对建筑结构设计有影响的因素,将设计方案进一步改进与完善,而后选择出最合适的方法对建筑结构设计的含钢量进行管控[1]。
关键词:建筑结构;设计;控制含钢量引言:一个建筑项目,一幢建筑物,都有很多的指标需要引起施工人员和项目投资人的高度重视,其中最主要的就是用钢量,因为用钢量在一定程度上会对项目的经济效益产生直接影响。
对此,就需要建筑的设计人员合理规划建筑面积,避免产生由于建筑面积过大而引起的建筑含钢量过多的现象。
一、建筑结构设计中含钢量的影响因素(一)防震等级对含钢量的影响不同种类的建筑物,其对应的防震等级也就有所不同,而由于防震等级的差异,建筑结构设计师就需要制定不同的用钢量计划,其标准及要求也就有所不同。
例如,建筑物的防震等级在6-7级时,6级和7级的建筑物之间的含钢量大致相差了20-40,由此可见差距逐渐出现。
(二)凹凸面对含钢量的影响在建筑结构设计的过程中,不可避免地会出现一些有面凹凸不平的现象,且这些特殊面的凹凸性没有一定的规律,复杂程度也不一致,因此,用钢量会随着凹凸面的复杂程度而变化,且二者成正比关系。
对此,就需要尽最大可能降低凹凸面的复杂程度,保证平面的简洁光滑,以此来减小建筑面积,进而控制并减少建筑时的用钢量。
(三)对建筑材料的使用不同从一定程度上来讲,建筑物的表面积不仅对含钢量有影响,也对建筑材料有着一定的影响,如果建筑物的表面积过大,那么对建筑材料的需求量也就越大,因此,在实际施工的过程中,就应当注意要尽最大可能地降低大容量材料的使用率,全力跟随新时代建设的步伐,将现代的新兴轻型材料应用在其中,用以减轻建筑物的重量,这样就可以通过用新型材料减轻重量这种方法来管控建筑中的含钢量。
某地产住宅主体结构含钢量控制标准

某地产住宅主体结构含钢量控制标准随着经济的快速发展,城市化进程加速,房地产业也随之蓬勃发展。
但是,在住宅建筑的施工过程中,主体结构的钢材使用量不仅影响着建筑质量,也对人们的生命财产安全产生着深远的影响。
因此,对于住宅主体结构的含钢量,需要有明确的控制标准来规范建筑施工活动,从而保障房屋的安全使用。
一、背景据国内住房土地研究所的数据,我国的建筑业日益发展。
由此可见,房屋建造中的钢材使用量也逐年攀升。
在工业化生产加速、建筑施工工艺不断提升的背景下,住宅建筑中使用的钢材种类也更加多样化,使用范围也更加开阔。
但是,钢材与水泥等建筑材料相比,具有强度高、耐久性好、结构稳定、可塑性强等优点。
但是,过度使用钢材也存在着不可避免的风险。
过多的钢材使用原料会增大建筑物重量,影响建筑物整体结构的稳定性,增加地基承载压力,同时,过多的钢材使用还可能导致施工成本变高,使得居民的购房成本不断攀升。
二、某地产住宅主体结构含钢量控制标准针对目前社会上存在的房屋主体结构钢材用量不合理的问题,某地产住宅提出了住宅主体结构含钢量控制标准,该标准旨在规范住宅建筑施工小组的工作行为,以确保房屋的施工质量。
1. 确定钢材用量在住宅建造中,钢材是主体结构建造的重要组成部分,但过多的钢材使用不仅浪费了资源,而且对居住者的生命财产安全构成威胁。
因此,针对目前钢材不合理使用量的问题,该地产公司确定住宅主体结构含钢量的控制标准,以限定钢材使用的合理量。
2. 设置施工标准为了在施工过程中减少人员的误差,并保障住宅建造的品质,该地产公司还设置了一系列的施工标准。
施工标准具有科学化、规律化、标准化等特点,并可完全保障质量,确保质量达到国家行业标准,更好地保障居民的生命财产安全。
3. 动态管理该标准不仅是一个制定的标准,还是一个动态的标准。
在标准制定之后,该地产公司还会对钢材的使用情况进行监控和管理,及时对偏离标准的建筑施工进行纠正和调整,使得建筑结构达到既节约又牢固的效果。
浅析高层住宅结构设计中的含钢量控制

浅析高层住宅结构设计中的含钢量控制在建筑工程施工中,为有效提升项目建设经济效益,很多开发商将含钢量定为建筑结构设计中的限额指标。
对此,本文首先对含钢量实际统计分析方法进行介绍,然后对高层住宅结构设计中含钢量的影响因素进行分析,并对高层住宅结构设计中含钢量控制方法进行探究,以期为实际工程结构设计提供借鉴。
标签:高层住宅结构;含钢量;影响因素;控制要点1 引言在城市规划建设中,城市开发土地用地资源日渐紧张,因此,高层建筑建设数量不断增多。
在高层住宅结构设计中,首先需保证建筑质量和安全性,然后通过优化设计,降低住宅结构含钢量,能够有效降低施工成本。
由此可见,对高层住宅结构设计中含钢量控制要点进行研究意义重大。
2 钢材含量的实际统计分析在高层住宅结构设计中,含钢量是十分重要的经济指标。
含钢量指标的计算方法为总用钢量除以建筑面积,单位为kg/m2。
在砌体结构中,钢筋用量比较少;而在混凝土结构中,钢筋用量较多。
在钢筋混凝土结构中,钢筋为骨架部分,梁、板、柱是钢筋混凝土结构的主要受力构件。
以6度区为例,不同层数的住宅标准层含钢量大致为:多层砌体结构:20kg/m2,多层框架结构:30 kg/m2,小高层剪力墙结构:35kg/m2,高层剪力墙结构:40kg/m2。
3 高层住宅结构设计中含钢量影响因素3.1 平面体型的规则性和均匀性建筑平面体形均匀性以及规则性会对高层建筑工程含钢量产生较大影响,在建筑平面体形中,平面刚度以及内收程度均会对XY轴动力特性产生较大影响。
如果抗侧力构件布置比较合理,则结构质量中心以及刚度中心比较接近,有利于将结构位移比控制在允许范围内,有利于结构的抗震性能。
3.2 高宽比控制在设计高层尤其是超高层户型平面时,高宽比控制是建筑师必须予以高度重视的因素,根据相关规定,如果抗震设防区为6度以及7度,则框剪结构、剪力墙结构高宽比不宜大于6,在抗震超限审查中,对于高宽比超限没有明确规定,但是如果高宽比超限,则应采用适宜的结构措施,可能会造成项目建设成本增加。
浅谈建筑结构设计含钢量控制

浅谈建筑结构设计含钢量控制随着房地产业不断发展,甲方越来越重视土建成本的控制,含钢量作为比较容易控制的一个成本指标,通常会成为甲方关注的重点。
国内一些知名地产公司通常会在与设计院签订的新项目合同条款中给出含钢量的限值,从而达到控制成本的目的。
这对建筑结构设计提出了挑战,结构工程师需要能够清楚影响结构含钢量的因素与各类建筑结构含钢量的合理值,并能让最终的结构方案合理、安全、经济。
以往大多采用软件统计估算的方式或通过施工单位钢筋的实际使用量来计算结构的含钢量,前者并未真实地统计结构的全部钢筋用量,后者所计算的钢筋用量包含了施工过程中的钢筋损失。
标签:建筑结构;设计;含钢量控制引言近些年我国市场经济取得了很大的进步和突破,人们对于建筑工程的结构有了更加严格的要求,除了对其安全性和稳定性具有一定的要求之外,对于建筑工程的造价也有了更加苛刻的要求。
而想要实现对建筑工程造价的有效控制就需要对整个结构设计中的含钢量进行有效的把控,这就相关的设计人员应该对相关的影响因素进行充分的考虑,只有对建筑结构设计中的含钢量进行了有效的把控,才能更好地促进整个建筑行业的稳定长久发展。
1、建筑结构中含钢量的影响因素分析1.1 建筑平面的凹凸面在建筑结构设计之中,难免会出现凹凸不平的现象和部位,这些凹凸面越复杂,所耗费的钢筋量就越大,为此,要尽量减少建筑物的复杂的凹凸平面,力求建筑平面的简洁与规则性,以较好地缩减建筑面积,并减少建筑结构中的含钢量,使建筑结构的平面更为稳固和安全。
另外,复杂的建筑凹凸面设计还会对建筑保温、采光等提出更高的要求,无形中增加了建筑的成本。
1.2 建筑物抗震等级不同由于对建筑物功能要求的不同,对其抗震等级的要求也都有所不同。
所以相关的设计人员在对建筑结构进行设计的时候,应该根据具体工程的实际需求来采用不同的标准和方法来对建筑物的含钢量进行更好的控制。
在具体控制的过程当中,可以采用设置一定的防烈度或者是抗震等级来对含钢量进行有效的控制,进一步更好地确保了对整个工程造价的有效把控。
高层住宅含钢量控制设计

高层住宅含钢量控制设计摘要:本文从结构设计层面来分析高层住宅影响含钢量的因素,探讨减少含钢量的方法,提出一些优化设计的思路和经验,希望给相关工程提供参考。
关键词:含钢量;高层住宅;结构优化设计。
前言混凝土结构的含钢量控制是控制土建成本的关键所在,也是开发商关注的核心问题。
本文从结构设计角度,对含钢量的影响因素及优化设计方法进行一些探讨。
1、高层住宅含钢量的影响因素1.1自然条件1)非抗震、抗震设防烈度的高低、场地类别的不同,直接影响结构设计中地震作用的大小和构造措施(如7°0.15g Ⅲ类场地,应按照8°0.2g 来查表确定结构抗震构造等级,往往提高一度)。
2)基本风压的大小、地面粗糙程度的不同,反映了结构承担风荷载作用的大小;气候比较恶劣、温差剧烈变化的地区,往往温度应力的影响较大,需增加抗拉性能十分优良的钢筋配置或局部负筋拉通的办法来解决。
3)处于抗震不利地段的建筑物,比如地震断裂带,山坡等情况,地震作用应放大,会大幅度增大含钢量。
如联东U谷镇江新区智能制造产业园项目,因地处边坡,所有楼栋的地震作用放大1.1~1.3倍。
4)若场地土质较差,浅层土承载力较低时,由于持力层埋深较大,需利用桩基础或较厚的筏板,含钢量也会较高。
1.2建筑自身特性房屋高度越高、高宽比越大、平面及立面规则性越差、层高变化悬殊、底部有转换层,结构承受竖向荷载就会越大,而且结构各部位的受力变化不均匀,尤其突变的部位及构件变形大且内力增大,配筋率(量)自然要增大,反之,除混凝土量指标有变化外,用钢量能处于可控范围内。
1.3结构体系特征结构体系特征如结构选型、结构布置的合理性、基础类型等因素在计算参数、荷载取值、构造要求等方面控制着结构设计,相当程度上决定了住宅建筑含钢量大小的基本范围。
对于住宅建筑,当建筑方案(包括户型大小比例,各户的平面布置)确定后,用户的平面使用功能通常都是固定的(最多是局部灵活变通使用),住宅建筑(包括中、高、超高层)都以剪力墙结构体系为首选,且以一般剪力墙为最佳(有时局部的楼梯电梯间形成小筒体)。
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浅谈房地产开发的含钢量设计现在房地产开发的投资方往往会提出对用钢量的限制条款,俗称“限额”设计,如何节约钢筋,我先来抛砖引玉,希望大家可以根据自己的实践经验讨论一下。
一、影响用钢量的宏观因素:影响建筑物结构用钢量的宏观因素,首先是建筑物的体型(平面长度尺寸及长宽比、竖向高宽比、立面形状等),其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。
1平面长度尺寸: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。
2平面长宽比: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,两向构件受力的不均匀性造成配筋不均。
3竖向高宽比:这主要针对高层建筑而言,高宽比大的建筑其结构整体稳定性肯定不如高宽比小的建筑,为了保证结构的整体稳定并控制结构的侧向位移,势必要设置较刚强的抗侧力构件来提高结构的侧向刚度,这类构件的增多自然使得用钢量增多匀,使得其单位面积用钢量相对于平面长宽比接近的建筑物要多。
4立面形状:这是指竖向体型的规则性和均匀性,即外挑或内收程度以及竖向刚度有否突变等。
如侧向刚度从下到上逐渐均匀变化,则其用钢量就较少,否则将增多,较典型的有竖向刚度突变的设转换层的高层建筑。
1、平面形状:若平面较规则、凹凸少则用钢量就少,反之则较多,每层面积相同或相近而外墙长度越大的建筑,其用钢量也就越多,平面形状是否规则不仅决定了用钢量的多少,而且还可衡量结构抗震性能的优劣,从这点上分析得知用钢量节约的结构其抗震性能未必就低。
2、墙分布筋按构造;板筋选用高强度;梁钢筋不要过分加大;结构形式简洁3、柱网尺寸:包括柱网绝对尺寸及其疏密程度,它直接影响到楼盖梁板的结构布置。
一般而言,柱网大的楼盖用钢量较多,反之虽则较少,但同时因柱数增多而使柱构件用钢量增加,其中柱端及梁柱节点区内加密箍筋的增加量几乎占全部增加量的50%。
柱网尺寸较均匀一致不仅使结构(包括柱和梁)受力合理,而且其用钢量要比柱网疏密不一的要节省,这点似乎不难理解。
4、层高:对于高层建筑而言,层高与用钢量之间很难确定某种关系,换言之不能肯定层高对用钢量的影响究竟有多大。
就柱的箍筋而言,总高度相同的建筑物,层高较小即层数较多,其配筋量反而较多,但按单位面积摊销后其用钢量可能反而更少。
至于跨层柱,由于其受力的复杂性以及截面较大,用钢量一般比正常层高的柱要多。
5、抗侧力构件位置: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。
二、影响用钢量的微观因素:影响建筑物结构用钢量的微观因素主要体现在结构工程师对结构设计的具体操作上,首先是结构布置,其次是构件的配筋构造。
1、竖向构件布置:有关柱网大小和疏密,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(+- 层以下)住宅是可以接受的,倘若层数再多些,则采用该法肯定会增加用钢量。
即使从结构受力角度看,这种设计方法也是不宜提倡的,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,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。
3、如果是高层建筑,墙柱截面还有一个收级问题。
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3-4次即每5-8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4、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。
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3-4.5米正常开间情况下,楼板厚度为100-120MM,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。
5、以桩为基础的地下室底板,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。
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。
6、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,都是可以考虑的途径。
三、构件的配筋构造:由于设计规范中有明确具体的规定,故设计中通常都不应违反,但在符合规范规定的前提下,仍有不少设计技巧能达到节省用钢量的目的。
1、柱: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。
对于多层地下室中负6 层以下的柱段,由于其抗震等级的降低可使轴压比提高,故节省用钢量的途径有以下几种,包括:柱截面可与负6 层保持一致而不需加大;非抗震结构的中柱节点区由于有四向梁与之连接,其箍筋可仅沿节点周边设置矩形箍而不需设置复合箍筋;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 、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。
对截面宽度较小的梁,当配筋量较大时往往需要放2--3 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,较大者也仅为,(()3((8$。
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直径,既没必要又会造成钢材的浪费。
3、楼板:前面已提及现浇混凝土楼板的厚度通常在100 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。
4、抗震墙: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。