建筑結構設計中節約用鋼量的方法及其意義分析

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摘 要：為促進建筑工程的良好發展，需降低建筑工程施工成本，應對建筑結構設計引起一定的重視。鋼材作為建筑工程中重要的施工材料，應在建筑工程設計中對建筑結構總用鋼量進行把控，更好的降低建筑結構施工成本。應對影響建筑結構設計用鋼量的主要因素進行探究，并結合實際情況對其進行分析，制定節約建筑結構用鋼量的對策，有效降低建筑工程建設成本，提升建筑企業的市場競爭力，促進建筑工程行業的良好發展。

關鍵詞：用鋼量;建筑結構設計;平面布置

引 言

近幾年，隨著我國市場經濟體制的不斷優化，建筑行業面臨到的市場競爭力較為激烈，如何降低建筑工程施工成本是建筑企業需要面臨的重要問題。鋼材作為建筑工程施工過程中應用廣泛的材料，需對用鋼量進行合理控制。降低建筑結構用鋼量，不僅能降低建筑工程施工成本，還能夠降低建筑結構自重，提升建筑結構的安全性以及穩定性，推動了建筑行業的良好發展。

一、影響建筑結構設計用鋼量的因素

1、建筑結構周圍環境。由于在對建筑結構進行設計時，應對建筑結構周圍環境進行分析，對建筑結構需承受的外部荷載進行良好掌控。因此，建筑結構周圍環境對建筑結構設計用鋼量產生極大的影響。建筑結構承受的外力主要有：建筑結構自重、地震作用、風荷載、雪荷載等。如果建筑結構所在位置地震較為頻繁、風荷載較大，則在對建筑結構進行設計時，需要重視建筑結構內應力，適當增加建筑用鋼量，確保建筑結構的安全性及穩定性。除此以外，建筑結構周圍氣候環境如果較為惡劣，四季溫度以及晝夜溫度差異比較大時，為保障建筑結構能夠抵御溫度應力，應適當增加設計用鋼量，保證建筑結構具有一定的安全性。綜上所述，建筑結構周圍環境情況嚴重影響到建筑工程設計用鋼量，應在建筑結構設計前對周圍環境進行了解，需對設計位置進行實地踏勘，做到對建筑結構設計用鋼量的嚴格把控。

2、建筑物的平面設計。根據建筑工程設計規范規定的內容進行分析，在建筑結構平面設計時，應重視建筑設計的對稱性以及規則性，進而保證建筑結構具有整體性。在建筑結構受到外界因素影響比較大時，使得建筑結構平面和里面不規則時，應對建筑結構內力以及地震作用力進行重新分析以及設計，提升建筑結構薄弱部位的抗震性，適當增加建筑結構設計用鋼量。

3、建筑結構體系及建筑結構方案。在對建筑結構設計前，需對建筑結構體系進行選擇。在對建筑結構體系進行選擇時，設計人員需對建筑結構所在地區的抗震等級、環境情況、地質情況進行充分了解，確保建筑結構體系選擇的合理性。由于不同建筑結構體系具有不同的工作機理，在建筑結構設計時，在保證建筑結構安全性以及穩定性的基礎上，盡可能降低建筑結構施工成本。設計人員在建筑結構體系進行選擇時，需對多種結構體系進行分析，選取最優的設計方案。例如：在剪力墻結構體系設計時，普通剪力墻結構用鋼量通常在50kg-70kg/㎡間，框架剪力墻結構體系用鋼量通常在90kg-120kg/㎡之間。所以在對建筑工程進行設計前，應對建筑結構體系選擇部分引起一定的重視，降低建筑結構設計用鋼量，進而降低建筑結構施工成本。

4、建筑結構荷載設計。在對建筑結構進行設計時，應對建筑結構荷載取值進行合理計算。首先，建筑結構荷載取值應符合相關的規范，還需結合建筑結構實際情況，不可對荷載值隨意增加，進而增加用鋼量。荷載越大建筑結構的自重也越大，抗震性能隨之增加，增加了建筑結構的配筋量。如果貿然增加建筑結構荷載值，將會增加建筑結構自身重量，進而增加建筑地基荷載，提升了地基基礎建設的用鋼量。因此，在建筑結構荷載進行計算時，應對其進行嚴格把控，確保建筑結構荷載設計的準確性，嚴格控制建筑結構施工成本。

二、建筑結構設計中節約用鋼量的方法

1、優化設計方案。由于建筑結構設計中，建筑結構體系的應用以及建筑工程設計方案的合理性，對建筑工程造價產生極大的影響。因此，應對建筑工程設計方案進行一定的優化，結合現場實際情況，選擇適用的設計方案，并在滿足建筑工程需求的基礎上，對建筑結構設計用鋼量進行一定的控制，進而節約建筑工程施工成本。如果建筑結構需要應用剪力墻體系時，需避免過多剪力墻設置，進而降低配筋量。應對建筑結構自重進行控制，確保建筑結構用鋼量的合理性。

2、應用新型的樓蓋。由于樓蓋作為建筑工程結構的重要組成部分，其結構重量約占建筑物的25-30%。所以，應適當降低樓蓋的重量，降低建筑結構的自重，降低建筑結構的配筋量。我國建筑結構中，常用的樓蓋體系為：井字樓蓋、無粘結預應力無梁樓蓋以及現澆板式樓蓋等。其中，現澆板式樓蓋用鋼量較高，無粘結預應力無梁樓蓋用鋼量最少。因此，在建筑工程樓蓋體系進行選擇時，應針對實際情況，根據建筑物的用途以及性能等時機需求進行選擇，在滿足建筑結構設計要求時，盡量選擇用鋼量較少的樓蓋體系。

3、合理配置鋼筋。在建筑結構鋼筋進行選擇時，應用的鋼筋主要有三種：HPB300、HRB335、HRB400。不同鋼筋由于力學性能不同，采購價格也存在一定的差異。其中HRB400采購成本最高，但由于其強度高、韌性比較好、質量比較小，被廣泛應用在建筑工程施工中。由于其強度高于HRB335? 1.2-1.5倍，但采購價格也高于HRB335? 1.02-1.10倍，所以設計單位在對鋼筋進行選用時，應結合設計部位的主要功能，并對建筑設計以及成本進行綜合考慮，確保建筑結構配筋的合理性。

4、優化對構件的設計。（1）對柱結構的優化設計。首先，應對柱、墻結構的截面積進行控制，可提升混凝土強度等級降低柱的軸壓比。在對建筑結構進行設計時，應在保證建筑結構穩定性和安全性的基礎上，盡可能減少柱子截面面積，進而降低結構用鋼量。其次，應對柱子布置的位置進行控制，進而降低柱子的偏心率，減少柱子縱向鋼筋的配置。（2）梁結構優化設計。應對梁結構截面控制進行控制，寬度盡可能控制在350mm以下。由于超過350mm需要增加箍筋的使用量，進而增加用鋼量。如果需要增加梁高度時，可降低梁面和梁低的配筋量，但需要大量增加箍筋。因此，在對梁進行設計時，應對梁的截面積進行嚴格控制，進而做到對用鋼量的控制。

三、建筑結構設計中節約用鋼量的意義

對建筑結構用鋼量進行控制，可大幅度降級建筑物的自身重量，提升建筑結構地基基礎的穩定性，降低地基出現不均勻沉降現象的可能性，保證了建筑結構質量。對建筑結構用鋼量的合理控制，還可對建筑結構施工成本進行嚴格把控，提高工程款的利用率，保證建筑工程施工的良好開展。

結語：在建筑工程結構用鋼量進行控制時，應先對建筑工程設計體系進行控制，確保建筑結構體系選用存在一定的合理性。由于建筑結構設計用鋼量與建筑結構周圍環境存在密不可分的關系，應在對建筑結構設計前，對周圍環境進行踏勘，并對影響建筑工程結構的因素進行嚴格控制。建筑結構的平面設計和立面造型、荷載取值等因素都會對建筑結構用鋼量造成一定的影響，應制定相應的控制用鋼方法，并在設計方案中有所體現，確保建筑設計方案的合理性，對各個構件進行精細設計，保證建筑結構用鋼量控制在合理范圍之內。

參考文獻

[1] 呂敏.結構設計中節約用鋼量的方法 [J].中國新技術新產品，2015，20 （16）： 105-106.

[2] 張元坤.論建筑結構設計中節約用鋼量的方法及其意義[J].廣東土木與建筑，2015，12 （10）： 236-239.

[3] 張希，代雪妓.淺談建筑結構設計中節約用鋼量[J].節能環保，2014，9 （3）：159 -161.

[4] 黃朱功.結構設計過程中的含鋼量控制[J].企業科技與發展，2015，16 （2）：108-109.