建筑結構設計中節約用鋼量的方法探討

史朋飛

摘要：鋼結構在建筑業中的運用，由來已久。目前，有關的技術已較為成熟。鋼結構在建筑工程中的運用，是提高工程質量的關鍵。在我國的建筑工程中，使用鋼結構已有相當長的歷史。然而，目前我國建筑結構設計中還存在著許多問題，使得鋼結構在強度、抗震、防火、防腐等方面都難以發揮其優越性。同時，對工程自身的質量和使用帶來了較大的安全隱患。

關鍵詞：建筑結構設計;節約用鋼量;方法探討

1 建筑結構設計中節約用鋼量的重要意義

目前，隨著社會和經濟的持續穩定發展，隨著城市化的深入，房地產市場的價格越來越高，整個建筑業的建材價格也在不斷攀升。在鋼結構的設計中，鋼材用量的成本大約占總成本的60%。通過合理地節省鋼材用量，可以有效地降低工程總成本。根據實際情況來看，設計人員在進行建筑結構設計時，并沒有考慮到這一問題，對工程的總體造價產生了很大的影響。因此，要實現項目的經濟效益，就必須要合理地控制使用鋼材的數量，提高項目的經濟效益和社會效益。在保證整個項目的整體質量的前提下，控制工程的總投資，從而達到更好的投資效益。

2 影響建筑設計用鋼量的因素

2.1 自然因素

不同的地理位置的建筑，會受到不同的外力。同時，在建筑結構設計中，氣候條件、地震作用等也應加以考慮。在進行建筑結構設計時，還必須了解建筑物的自重，了解其所在區域是否經常發生地震等，這些都將對建筑的設計參數產生直接的影響。建筑結構必須達到質量要求，必須了解影響其穩定性的各種因素，并在此基礎上綜合考慮各種因素。適當提高鋼材用量，減少溫差、風力等自然因素對建筑的影響。提高建筑的耐受性，使建筑抵御溫度應力的性能得到提高。

2.2 平面布設

建筑結構的平面設計，要考慮很多方面的問題。既要分析施工環境和工程參數，又要對照《建筑抗震設計》的標準。同時還要按照相關文件的規定，結合已有的工程參數，在對稱和規則的基礎上，通過對外部因素的把握，確定造成工程質量的因素。通過電腦輸入各種工程參數，對建筑結構所受的內力和外力進行統計，并按照抗震設計的要求，調整結構參數，提高建筑內部的薄弱部位抵御外力和內力的能力。結構設計的改變，將使建筑工程的鋼材用量有所改變，一般會使工程的鋼材用量增加。

2.3 結構體系

建筑工程的施工前期，工作人員會到現場進行現場考察，了解相關的工程資料。根據建筑的抗震設計和結構的設計要點，結合企業實際情況，從造價、技術等方面進行設計。由于我國各省城市的氣候特點不同，所以在進行結構設計時，必須充分考慮到影響結構穩定性的各種因素。在保證結構穩定的前提下，進行結構方案的設計。同時，要把投資成本控制在企業能夠接受的范圍之內，因為不同的結構系統會造成結構的穩定性差異，同時也會影響到施工中的鋼材用量。

2.4 建筑物的高度因素

隨著我國的高層建筑越來越多，鋼鐵的需求量也越來越大。隨著樓層的增加，對鋼筋的需求也越來越大。同時，在高層建筑地下室的設計中，應充分考慮地基的嵌固狀況，提高其抗震性能和含鋼量，從而進一步提高其耐久性。

3 建筑結構設計節約用鋼量的途徑

3.1 應用高強鋼筋

HRB400鋼筋是建筑結構中最常見的一種，目前國內正在大力推廣的是CRB600H高強鋼筋。通過調整HRB400鋼筋的化學成分，使其在鋼材中的碳、錳、硅等元素含量得到了改善，從而使其強度和剛性得到了提高。高強鋼筋具有較高的強度，能夠解決混凝土構件中的鋼筋擁擠問題，提高鋼筋混凝土強度，減少鋼材用量。在采用高強鋼筋時，應先與設計人員、技術人員討論設計圖紙，并進行節點配筋的檢查。只有在材料校對完畢后，方能向總工程師匯報，確定鋼材用量，并通過總工程師批準下單，滿足施工的要求。

3.2 配筋結構設計

在建筑結構設計中，柱段結構設計應嚴格把握混凝土的強度層級軸壓比例，科學合理地確定鋼筋的配筋形式。根據鋼筋的最小配筋比例，來確定鋼筋的規格。在進行柱的設計時，必須充分利用大量的施工經驗，以保證結構在施工過程中不受內力的影響，同時兼顧中高層建筑的實際施工要求。在結構設計時，要科學地選用不同型號的工程柱，正確認識柱形與承載力的關系。通過調整柱子的形狀，使其中心受到壓力，從而平衡建筑結構的內部應力。

3.3 處理好建筑鋼結構設計的細部節點

為了提高建筑鋼結構的設計質量，應對其進行詳細的設計。在鋼結構中，對鋼結構的重要節點要進行詳細的設計，以確保其安全性。在不同的結構形式下，應選用最適宜的連接形式。在使用過程中要保持協調，避免在連接處發生變形、過載等情況，否則會對整體鋼結構帶來安全隱患。對于焊接處和螺栓連接節點，應特別注意。要認真地對數據進行分析，保證連接節點的安全。

3.4 完善構建設計

首先，要了解造成建筑中柱鋼用量大幅增加的原因，通過調整柱筋比例和設置位置，達到對柱用鋼量的控制。明確建筑類型，掌握柱、墻的橫截面積，并按工程結構設計規范的規定，減少柱軸壓比，使柱的軸壓比減少，使柱截面尺寸變小，既能保持結構的穩定性，又能節省鋼材的用量。在梁結構設計中，必須掌握鋼筋與混凝土的組合形式，并根據施工要求，對混凝土和鋼筋的配比進行優化。在此基礎上進行梁截面的設計，使梁的斷面寬度在0～350mm之間。通過這種方法來控制梁截面，既能保證截面尺寸，又能減少工程中的鋼材用量。隨著梁截面寬度增大，施工所需的鋼材數量也相應地增大，從而確保了結構的穩定。

結束語

鋼材在建筑業的發展中起著舉足輕重的作用，有效地節省鋼材資源，對建筑業的發展有很大的影響。目前，我國有關科研機構在建筑結構設計中，發現了許多節省鋼材用量的辦法，并且效果顯著。但隨著建筑業的不斷發展，鋼材資源的消耗卻沒有得到根本的緩解。所以，在今后的城市化進程中，有關研究人員和建筑企業需要深入地探討節約鋼材用量的途徑。結合當前的發展狀況，制訂出一套科學、適當的設計方案。為我國建筑行業的可持續發展提供有力的保證，降低我國鋼材資源的消耗。

參考文獻

[1] 張春霞.建筑結構設計中節約用鋼量的方法探討[J].江西建材，2020（07）：69-70.