讨论建筑结构设计中节约用钢量的方法?
gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:03:08
只看楼主

投资方往往提出对用钢量的限制条款,俗称“限额”设计,如何节约钢筋,希望大家讨论。我先抛砖引玉:

投资方往往提出对用钢量的限制条款,俗称“限额”设计,如何节约钢筋,希望大家讨论。
我先抛砖引玉:
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:06:43
12楼
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。

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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:07:02
13楼
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,都是可以考虑的徒径。

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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:07:22
14楼
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。
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:07:36
15楼
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。
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:07:51
16楼
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。
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:43:44
17楼
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。

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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:44:04
18楼
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。即使因建筑物的重要性等级较高而需要提高其配筋率,也应控制在较小的幅度内,否则将大幅增加用钢量。需要指出的是,抗震墙约束边缘构件中的箍筋配筋量也与钢筋的抗拉强度有关,因此为使其配箍直径不过大、箍筋肢距不过密,使其配箍量不太高,宜采用高强 钢筋。抗震墙中的墙段竖向分布筋通常都不是由内力控制,其作用主要是固定水平分布筋,防止墙面出现水平收缩裂缝,故其间距通常取200,,,最小直径
8,仅需满足最小配筋率,不必随意提高其配筋量
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:44:17
19楼
影响用钢量的其它因素
结构用钢量的多少还与建筑物抗震等级有关, 相同的建筑物,设计8度抗震的肯定比7度抗震的用7度钢量多,这是不言而喻的,因此比较用钢量时应在相等或相近的条件下进行,否则将无法得出准确答案。即使抗震烈度相同,相同类型的建筑物所处的场地情况和基础型式不同,其用钢量也有相当大的差别。当场地地质条件较好时,其基础用钢量就很少,相反则较多,这“多”与“少”的差别有时为十几或几十个百分点,有时则可能是数倍。建筑物能采用天然地基基础而不必采用桩基础,从技术角度衡量是先进的,但从材料耗用量特别是用钢量方面,有时采
用桩基础反而更经济,对这一点许多有经验的结构工程师都有切身体会。因此,在比较建筑物单位面积用钢量时,必须将地下结构与地上结构分别计算,否则将得不出实质性的结论。
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:44:35
20楼
控制层高
在满足建筑功能的前提下,适当降低层高,会使工程造价降低。有资料表明:层高每下降10厘米,工程造价降低1%左右,墙体材料可节约10%左右。
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gangjinyuhunningtu
2005年08月12日 12:44:48
21楼
采用"隔震"技术
"隔震"在多层中可采用,其主导思想是将建筑物的基础与主体之间用一种特殊的橡胶垫即所谓的"隔震垫"隔开,使基础和主体之间的刚性连接变成柔性连结。这样一旦发生地震,可大大减轻地震力对上部主体结构的影响。因此,整个结构受力构件的配筋及截面尺寸都可以减小,从而降低工程造价。
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