住宅用钢量,用另外一个视角来看!
rqing_d
rqing_d Lv.3
2012年04月01日 16:04:14
只看楼主

低碳经济,也有我们的责任——开发商要求住宅设计控制用钢量,有其合理的成份,设计方也应有合理的做法开发商要求住宅设计控制用钢量,其主观要求就是为降低工程投资。而盲目的压低工程投资﹙降低建筑用钢量﹚势必影响工程质量,但从减少对资源消耗的角度来看,控制用钢量也有其合理的一面。结构设计人员应如何应对这一开发商提出的挑战?首先要在思想上对这一问题有一个正确的认识。以住宅为例,99~08年全国每年平均竣工面积3.5亿平方米,若每平方米平均少用1公斤钢筋,那每年就可少用35万吨钢材﹙万分之五年产量﹚,也就意味着每年少用45万吨煤﹙万分之一年产量﹚,可减少CO2的排放70万吨。

低碳经济,也有我们的责任
——开发商要求住宅设计控制用钢量,有其合理的成份,设计方也应有合理的做法

开发商要求住宅设计控制用钢量,其主观要求就是为降低工程投资。而盲目的压低工程投资﹙降低建筑用钢量﹚势必影响工程质量,但从减少对资源消耗的角度来看,控制用钢量也有其合理的一面。
结构设计人员应如何应对这一开发商提出的挑战?
首先要在思想上对这一问题有一个正确的认识。
以住宅为例,99~08年全国每年平均竣工面积3.5亿平方米,若每平方米平均少用1公斤钢筋,那每年就可少用35万吨钢材﹙万分之五年产量﹚,也就意味着每年少用45万吨煤﹙万分之一年产量﹚,可减少CO2的排放70万吨。
因此结构设计人员应该从可持续发展的角度来看问题,积极投身到社会的科学发展事业中去。
那么如何才能达到既满足设计质量﹙当然首先安全﹚的要求,又达到能少用一点钢筋的目的呢,这就要求结构设计人员对我们的设计有个全面的判别。
下面以剪力墙高层住宅为例来分析一下。主要有四个方面。
一、建筑平面布置的影响因素
剪力墙高层住宅,剪力墙越少﹙也就是每平方米建筑面积所含的剪力墙越低﹚,每平方建筑面积的用钢量就越低。
建筑平面布置规整的,一般结构布置也规整,剪力墙相对布置也少一些,其用钢量就相对低一些。
开间较大的,剪力墙数量相对开间较小的也少一些,其用钢量也就相对低一些。
大户型﹙大户型往往开间也大﹚的住宅相对小户型的,同样如此。
但当建筑方案定下之后,上面这些影响用钢量的因素也就定下来了,不可变更。那我们结构还有作为吗?
再往细处来分析,结构的用钢量有二部分,一部分由结构配筋计算确定,一部分由构造规定确定。
二、选用构造钢筋的影响因素
由结构配筋计算确定的量,在图纸实际标定时肯定要大于计算量,因为在钢筋混凝土工程中构件截面基本只有正误差,而不允许负误差。
某根梁配筋大了20%,多了吗?如果计算量是4.2,实配5.0,实配大了20%,但这完全没多,属正常配筋。计算量是42,实配50,同样实配大了20%,此时要视此梁的相对重要性情况而定是否可少一点。
总之,由结构配筋计算确定的量,实配时原则是合理略大,不追求实配量逼近计算量。
由构造规定确定的量,实配时原则是不轻易放大。当然该加强处加强,这才叫设计。
这部分由构造规定确定的量是控制用钢量的重点,原因很简单,可用6.5的钢筋,你用了8,就多了51%;不同直径的钢筋重量关系,是其直径平方的比﹙10x10/8x8=1.56;12x12/10x10=1.44﹚,因此,200厚剪力墙的分布钢筋直径你放大一档,就多了约50%。控制选用构造钢筋这个很容易,并且做到了这一点也就基本奠定了控制用钢量的基础。
三、构件最小配筋规定、截面配筋分布特点的影响因素
要注意一些构件的最小配筋规定和截面配筋分布特点。
短肢剪力墙的最小配筋规定﹙配筋率0.8%~1.2%﹚,配筋率较高,要少布短肢剪力墙。
剪力墙的形状要简单。剪力墙的含钢量与其暗柱所占面积成正比,形状复杂则暗柱区域就大,含钢量相对就教大。
短肢剪力墙多,形状复杂的剪力墙多,会迅速拉高的用钢量。前面说到的剪力墙的分布钢筋直径的影响因素也会降低,因为不仅剪力墙的竖向分布钢筋的比例会降低,同时暗柱的箍筋也会增加。
四、材料影响因素﹙钢筋等级﹚
采用三级钢的用钢量比采用二级钢的要低,但其影响的只是由结构配筋计算确定的那部分,由构造规定确定的那部分用钢量与钢筋等级无关。
采用高强度钢筋是技术的进步,是大趋势,其有利建筑的质量保证,有利减少对资源的消耗。首选高强度钢筋是设计人员应有的理念。
除上述主要四点,其它还有一些细节略加注意也有利控制用钢量,此处不再展开,可见我贴在土木网的贴子《剪力墙结构高层住宅的经济设计》﹙ http://bbs.co188.com/content/1790_3096187_1.html﹚。
综上所述,一栋剪力墙高层住宅的用钢量高低,虽然不仅仅取决于结构设计人员,建筑平面布置已规定了其基本用钢量的大小,但结构设计人员仍可以在如何布墙、如何配筋方面做到优化,配筋的精心设计与粗放设计与否,用钢量每平方米差个三、五公斤是完全可能的。
设计应主动在控制用钢量方面有所关注,从上面例举的这些控制用钢量的措施来看,并不会导致产生影响设计质量﹙结构的安全性﹚的问题或说是降低了设计标准,完全是在如何合理布置结构和合理配筋的范畴,因此恰当的控制用钢量,不仅满足了开发商要求控制用钢量诉求中的合理一面,更重要的是符合我国在经济发展中必须是可持续发展的要求,低碳经济,也有我们的责任。
最后要说的是对于有一些设计,以尽量少布剪力墙来达到降低用钢量的作法我是不赞成的。因为剪力墙过少,会使楼面梁关系复杂﹙梁级次过多、形成较多的内部挑梁﹚,这实际上是减少了结构的冗余度。

[ 本帖最后由 rqing_d 于 2012-4-7 20:23 编辑 ]
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滇西1944年
2013年09月26日 19:40:38
12楼

很好,合理控制结构布局
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