论建筑结构设计中节约用钢量的方法和其意义.pdf

第 期 广东土木与建筑 $ $/0$ 年 月 !# $ !#$!%$! #’()*+,(+’, (*-*. ,$!*$,,’*$! (+ !# 论建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义 张元坤 （广州容柏生建筑工程设计事务所 广州123 243 ） 摘 要：钢筋混凝土结构的单位面积用钢量通常是人们关注的一个重要技术指标，更是关系到建设项目投资方 经济收益的决定因素之一，结构设计在保证结构安全并满足设计规范构造要求的前提下，如何实现用钢量的节 省，本文将给予全方位的叙述，希望有助于设计人员树立重视技术经济指标意识并提高设计技术水平，从而增强 其在设计市场上的竞争力。 关键词：用钢量；宏观控制；微观入手；建筑体型；结构布置；配筋构造 立面形状等），其次是柱网尺寸、层高以及主要抗侧 $ 前言 力构件所在位置等。 ! 平面长度尺寸：即结构单元是否超长，当建 一栋单体钢筋混凝土结构建筑物，其单位面积 筑物较长，而结构又不设永久缝时就成为超长建筑。 用钢量的大小不仅反映出设计人员的技术水平，更 超长建筑由于必须考虑混凝土的收缩应力和温度应 重要的是成为投资方最为关注的指标，它将直接影 力，它相对于非超长建筑主要对待的仅是荷载产生 响房产开发项目的经济效益，对此设计方应给予充 的应力，其单位面积用钢量显然要多些。 分的理解和配合。结构设计中在保证结构安全、各项 平面长宽比：平面长宽比较大 （如! 5167 ） 配筋构造符合设计规范要求的前提下，如何减少用 的建筑物，不论其是否超长，由于两主轴方向的动力 钢量，或者说如何使单位面积用钢量处于一个合理 特性 （也即整体刚度）相差甚远，在水平力 （风力或地 水准上，不仅是设计者的职责，而且是衡量设计单位 震）作用下，两向构件受力的不均匀性造成配筋不均 技术水平和市场竞争力高低的重要标志。在签署委 匀，使得其单位面积用钢量相对于平面长宽比接近 托设计合同时，内行的投资方往往提出对用钢量的 203 的建筑物要多，这是不言而喻的。 限制条款，俗称 “限额”设计，笔者认为只要该限量合 # 竖向高宽比：这主要针对高层建筑而言，高宽 理科学，就不应认为是苛刻条件，客观上还可促使设 比大的建筑其结构整体稳定性肯定不如高宽比小的 计者更精心地完成设计。 建筑，为了保证结构的整体稳定并控制结构的侧向 至于设计中能否减少用钢量或者说用钢量是否 位移，势必要设置较刚强的抗侧力构件来提高结构 为正常水准，主要有宏观和微观两方面的影响因素， 的侧向刚度，这类构件的增多自然使得用钢量增多。 前者指在建筑设计方案构思时，是否具备采用合理 $ 立面形状：这是指竖向体型的规则性和均匀 结构体系的条件，它主要取决于建筑师的结构概念 性，即外挑或内收程度以及竖向刚度有否突变等。如 成熟程度；后者指结构设计时，结构布置是否合理、 侧向刚度从下到上逐渐均匀变化，则其用钢量就较 构件截面 （包括混凝土强度等级）是否合适、配筋构 少，否则将增多，较典型的有竖向刚度突变的设转换 造是否科学等，它主要决定于结构工程师对结构和 层的高层建筑。 构件受力原理的掌握