李晓瑞
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摘要：在钢筋混凝土工程策划进程中，不但要保证工程构造的安全稳定，而且还要最大化的节省用钢量，这是施工企业的核心目标，也是设计者的主要重任，影响着总体企业的核心竞争力。工程造价中，有大量材料费归属钢筋开销，因此在依据制度需求施工设计的进程中，节省用钢量是施工企业掌控成本的重中之重。
关键词：建筑结构设计；节约用钢量；抗震墙设计
引言
钢筋混凝土结构需要用到钢，单位面积的用钢量大小能够体现设计人员的技术水平，同时也是投资者比较关注的指标。设计用钢量较少很可能导致建筑的强度不够，用钢量较多则会导致成本过高，无投资者进行投资。同时，投资者在签订委托设计合同时一般都会给出一定的限钢量要求即“钢量限额”，当然建筑的设计安全是第一位的，而且用钢量很大程度上与建筑的本身有很大的关系，只有设计人员利用自己的专业知识来合理调整建筑的布局，才能达到减少用钢量的目的。文章主要从两个方面分析如何减少建筑结构的用钢量。从宏观角度分析，建筑设计人员在构思设想建筑设计方案时，既要满足投资方对建筑的各类功能、造型以及用钢量的要求，又要利用合理的结构来达到减少用钢量的目的。从微观角度分析，主要是从建筑的内部结构进行考量，判断建筑的结构布置、内部构件强度以及钢筋强度是否符合科学的要求，即从力学等物理角度分析建筑的用钢量。
1建筑结构设计中节约用钢量的意义
①在建筑结构中节约用钢量可切实优化建筑物的整体结构，由于建筑设计会受到多重要素影响，比如，竖向布置、平面形状、平面长度或其内部构件的位置，若结构设计不合理，不仅会影响工程建设的整体效果，还会增加用钢量与额外的施工成本。在采用适宜的方式进行结构优化时，其实际施工的质量会获得明显提升，节约各项资源的同时，也会缩减用钢量。②节约用钢量也符合我国当前对绿色建筑的整体要求，在开展工程建设与优化设计期间，只有借助良好的结构设计才能在施工前发现各项问题，针对性地解决各项问题后，保障建筑质量与环保要求。
2建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义分析
2.1平面布置
平面的规则性对结构的受力性能和抗震性能影响较大。若平面较规则、凹凸少则用钢量就少，反之则较多。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。结构平面不但要比较简单规则，其长度还应控制在合理的范围内（一般L/B小于6），当建筑物较长，而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。超长建筑由于须考虑混凝土的收缩应力和温度应力，其梁板需要增加通长的钢筋以防止裂缝的产生；且从抗震的角度看，超长建筑两个主轴方向的动力特性相差较大，在地震作用下势必产生较大的扭转效应，为满足规范关于位移比和高层中周期比的要求，就要加强在长边两端抗侧力构件的刚度和承载力，这些部位的梁柱截面以及配锵匮比长宽比较小的建筑大。竖向构件的具体平面布置位置也对用钢量有影响，框架结构的柱网跨度太小（小于6m）时，会造成梁钢筋的强度不能充分发挥且柱太密浪费材料；柱网跨度太大（大于10m）时，为了满足使用的净高和梁的挠度要求，就要使用比常规跨度更多的梁钢筋；柱网疏密不一致且相差较大时（某些跨较小），为平衡大跨的梁受力，其负筋要伸入小跨梁中1/3大跨的跨度（一般都是通长设置），其梁底的配筋为加强梁端的延性根据抗震规范不会太小（一级不小于0.5，二、三级不小于0.3），小跨的配筋仅是为平衡大跨传来的弯距与构造的要求，而不是本身荷载作用需要的，从经济角度来看不是太合理。
剪力墙结构的墙体应尽量对齐设置，否则墙体不能形成较大的整体抗侧刚度，势必布置更多的墙体来满足位移的要求，而且容易形成一端与墙连接一端与梁连接的“内挑梁”，受力不合理且需配置较多的梁顶筋与箍筋。框架–剪力墙的墙体宜在周边布置，远离结构的刚度中心，这样可以产生较大的抗扭刚度，减少结构的扭转效应，从而减少钢筋的用量。
2.2配筋结构
柱段结构设计需要掌握混凝土强度层级轴压比，确定构造配筋方式，并依照柱主筋最低配筋率，选择工程所用的主筋规格，建筑项目中关于柱设计工作，需要结合以往施工经验，确保建筑结构不会受到内部应力的冲击，影响建筑整体的稳定性，并需要考虑到城市中高层建筑逐渐增多的实际情况，需要按照HRB400要求选择各类柱的配筋率，为了防止柱结构因为偏心受压影响内部承压能力，还需要避免使用跨度大的边柱，从而在满足规定质量要求的同时，减少施工单位工程用钢量。另外，选择工程柱型号、设计相关作业方案期间，需要掌握柱形与其在建筑中承载能力间的关系，改变柱的外形，使柱中心受压，平衡建筑结构内部应力。
2.3科学布置竖向构件
在提出建筑条件图后，设计人员应依照该建筑的整体状态来确认柱网大小的合理程度与疏密度是否科学，继而完成剪力墙结构的设计与布置。①在进行结构设计操作期间设计人员需科学设计墙柱截面，当前墙柱多属压弯构件，构造配筋会更多地使用在配筋量中，若混凝土整体的强度等级较合理，且其对应性数值符合轴压比的评判标准，要合理掌控墙柱截面的面积，防止因截面积过大而增加用钢量。②针对竖向构件的结构设计，要科学运用柱截面的种类，1～2种为最佳使用数量。例如，当前部分建筑的柱网疏密的均匀程度不够，设计人员要经过详细考察增加某个柱网的截面，在完成该项工作后就要立即停止设计，保障用钢量的数值，可部分建筑工程为达到美观效果，盲目增加截面面积，该行为不仅降低了工程项目质量，还会无形中增加用钢量。设计人员需与施工人员合作，架构出一种更为完善的措施，具体来说，设计人员可在柱网内部增加芯柱，提升主筋的配筋率与配箍率等，利用搭配而成的钢筋改进其内部整体的轴压比，继而在掌控截面尺寸的前提下，提升建筑物的美观效果。③对于施工层面而言，若剪力墙的结构较完整、统一，除了会给施工带来便利外，还会影响剪力墙内部的受力程度。由于剪力墙内部的隔墙要设置一定的支撑装置，提升外围墙轴受力程度，有效改进建筑结构的整体质量。若某建筑物的楼层较高，在设计墙柱截面时会存有一定的问题，不利于用钢量的节约，因而设计人员需掌握该借助结构的模数，从整体结构上适时优化其内部用钢数量，在削减施工难度的同时，完成竖向构件的设计。
结语
综上所述，可以在满足建筑的各类要求的条件下通过采取一定的措施来减少钢筋的使用量。从宏观和微观的角度分析可发现许多因素都会影响建筑建设过程中的钢筋使用量，要在能够满足建筑的安全和一些特定要求的基础上减少用钢量。建筑的钢筋用量与初期的地基选择、整体结构的设计、柱网的分布、梁板的尺寸选择等有密切关系，为得到减少用钢量的最优方案，需要考虑多方面因素，并利用专业知识及经验，在满足建筑的各方面要求的前提下尽可能减少钢筋的使用量。
参考文献
[1]李树杰,张卫东.高烈度且强风下装配式高层钢结构设计[J].广东土木与建筑,2020,27(7):31-33.
[2]余洋,翁凯,宋志文,等.济南东站复杂双曲面屋盖结构方案比选及分析[J].建筑结构,2020,50(5):77-81.
[3]魏泽.隔震设计减震系数法与直接设计法的对比分析研究[D].广州:广州大学,2019.
[4]宋亮.《建筑结构可靠性设计统一标准》新老规范用钢量对比分析[J].住宅与房地产,2019(5):54-55.