顶级结构高手的绝杀功力——含钢量控制技巧

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1、顶级结构高手的绝杀功力——含钢量控制技巧　　传说，一个工程师水平的好坏，不单单是能够设计各种复杂建筑，配合好各专业，而是同时做到既“经济又安全”。尤其是在当前的市场环境下，多了这项技能绝对可以给自己加分不少！　　影响建筑物结构用钢量的宏观因素　　首先是建筑物的体型，其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。对于限额设计的项目，建筑专业对这点应该有清晰的认识，在方案设计阶段应尽量避免这些不利因素。　　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

2、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相差甚远，在水平力作用下，两向构件受力的不均匀性造成和扭转效应的增加使得构件配筋量加大。　　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。　　

3、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。　　5、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。　　6、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

4、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受力合理，而且其用钢量要比柱网疏密不一的要节省。　　7、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。　　8、抗侧力构件位置：刚度中心与质量

5、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。　　9、立面节点：过于复杂的立面节点，如立面线条等，过去都是用成品线条外挂，对于公共建筑也采用石材外挂，但对于住宅项目，由于其维护成本成本高，现基本都用钢筋混凝土现浇，必然增加单方钢筋用量。　　10、地下结构：地下室层高过大，地下室外墙配筋必然增大，地下室底板也由于水压力的增大导致混凝土和钢筋用量增加；群体建筑的地下连通口以及地下沟槽，由于结构设计时的放坡，也会导致混凝土和钢筋用量增加。　　影响用钢量的微观因素：　　影响建

6、筑物结构用钢量的微观因素主要体现结构设计的具体操作上，首先是结构布置，其次是结构计算和构件的配筋构造。　　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

7、的需要又使柱截面上下一致，这种设计方法对于小高层住宅是可以接受的，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

8、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