浅谈建筑结构设计含钢量控制

发表时间:2020/6/29   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:郑飞 吴俊
[导读] 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]。
        中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司  230601
        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。
        (四)建筑的负荷程度
        在建筑施工时,结构设计师需要将建筑的负荷程度安排在可行的范围之内,尤其是剪力墙中的配筋这一部件,要对其使用范围进行严格的把控,防止出现一些不良后果,在这其中,建筑的负荷程度也可称为荷载,而荷载又可以分为恒载、活载和特殊荷载,例如,隔离墙的自重、水位发生了变化的水压力及地震龙卷风等一些自然灾害,均归于荷载这一指标[2]。
        二、建筑结构设计中对含钢量的管控策略
        (一)所用的建筑结构的合理性
        在选择建筑结构时,要优先选择可行性高,及抗震抗风等性能较为突出的结构。使用这一类结构,可以明显地避免一些复杂度较高的建筑面被投入使用这种想象的出现,且能够有效地控制建筑结构中的含钢量。
        (二)合理掌控建筑结构柱网尺寸
        在建筑施工时,也会受到建筑结构柱网尺寸大小的影响。

柱网在构建建筑框架的时候,尺寸不应过大,对于一些开间不大,层高不高,功能较为固定的多层建筑,采用砖混结构可以在更高程度上达到各个建筑指标的要求,且这种方式造价较低,而建筑框架的构建一般被分为两个小的开间,其中,建筑框架结构的柱网尺寸一般是由小开间尺寸所决定的,如办公建筑、民用建筑,这些建筑的楼层荷载并不大。但有数据显示,当建筑结构中的框架体系为6-8层时,含钢量就在每平方米45千克到55千克之间,由此可见其含钢量不在少数。因此,就要做到对柱网尺寸的合理规划,使得在保证建筑施工安全性的情况下,对配筋量做出合理的减少,以此来达到对建筑结构设计中含钢量的高效控制[3]。
        (三)对抗侧力构件做出合理配置
        抗侧力构件,顾名思义,一般就是指承载力量的构件,由此可以知道,框架结构中的抗侧力构件就是框架柱,而剪力墙结构中的抗侧力构件就是指剪力墙。其中,侧力实际上就是指作用在各建筑结构上的力,如风力等。在建筑结构的施工中,建筑结构一般是指由梁、柱等房屋结构所构成的,起承受各方面力量的作用系统。这里所说的力量即是会对建筑结构造成损坏的因素,如地震、火灾等。因此,在实际的建筑结构设计中,应当将抗侧力构件置于边缘位置,使得建筑结构的刚硬程度与质量中心相统一,这样就可以在减少对抗侧力构件的使用的同时,对含钢量做出合理地控制。
        (四)对剪力墙进行管理
        剪力墙的组成成分一般是钢筋混凝土,且可大致分类为短肢剪力墙和带转换层剪力墙,其与抗侧力构件的性质相差并不多,均是以承受力量为主,其中,剪力墙在建筑物中起到的是承受高负荷力量及地震力量的墙体,其被使用的目的就是保护建筑的机构,以防结构被剪切损坏。数据显示,如果建筑的结构体系为剪力墙,且剪力墙层数为18-26层时,含钢量就是每平方米48千克到65千克;如果剪力墙的层数为26-32层,含钢量为每平方米56-75千克;如果使用的是短肢剪力墙,当其层数为12-15层时,含钢量高达每平方米55到65千克,由此可以看出,如果对剪力墙的使用不当,很可能会造成用钢量的飞速上涨,可如果对剪力墙有了全面的认知,就能够合理运用剪力墙,并且大大减少了用钢量,钢的资源也就能得到高效的利用与节约。
        (五)对柱合理高效地利用
        在建筑结构设计中,较为突出的就是异形柱,其就是异形截面柱的简称,通常是对于柱截面的几何形状与常见的普通矩形截面相异而言,根据数据来看,如果异形柱体系的层数为9-12层,那么其含钢量在每平方米55-65千克,可见在异形柱方面的含钢量还是很高的,且异形柱的结构越复杂,含钢量就会越高,因此,对异形柱的合理规划使用也变得格外重要,使用不当就会引发含钢量超标这种不良影响。
        三、结束语
        综上所述,对建筑结构设计中含钢量的控制需要参照多方面的因素来规划标准,且含钢量对于设计的建筑结构的功能有着很大的影响。因此,就需要建筑结构设计师对各方面进行综合考量,制定出合理高效可行性高的措施方案,在能够保证施工安全的情况下,将含钢量的控制方案进行优化和改良,反复斟酌其中的细节,以此达到高效完成施工项目这一终极目标[4]。
        参考文献:
        [1]胡利.多高层住宅结构设计中的含钢量控制分析[J].建材与装饰,2018,No.531(22):85-86.
        [2]陈晓静.陈少斌.某会展酒店预应力型钢混凝土桁架结构设计[J].广东土木与建筑,2019,026(007):34-36.
        [3]周美霞.建筑结构设计含钢量控制方法研究[J].建材发展导向(下),2018,016(009):75-76.
        [4]张嘉荣.建筑结构设计中节省含钢量方法浅谈[J].建材与装饰,2018,No.516(07):77-78.
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