建築結構設計含鋼量控制方法探究論文

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摘要:在建築工程的建設過程中,採取控制含鋼量的方法,可以在保證建築工程設計合理安全的情況下,有效地降低建設費用,節約成本。在此背景之下,文章分析了影響建築結構設計含鋼量的主要因素,其次研究控制含鋼量的主要措施,最後探討具體的含鋼量控制情況和成本節約資料。

建築結構設計含鋼量控制方法探究論文

關鍵詞:結構設計;含鋼量;控制方法;成本節約

建築工程的結構設計和建築的形式與結構安全直接掛鉤。在建築結構設計實際進行的過程中,不僅要充分考慮結構安全效能、結構強度和穩定性,還要做好含鋼量的控制以保證建築造價的控制不突破設計指標。含鋼量過高或過低都會一定程度上影響建築質量,導致結構安全效能無法保障,為此要求設計單位要做好建築結構設計中的含鋼量控制工作。

1含鋼量一般控制範圍

經過數十年我國設計工作者在建築設計方面的探究,對於建築工程的造價和含鋼量基本有了普遍的共識,在不考慮地下室、建築樁基的情況下,各種建築的鋼筋投入範圍.

2建築結構鋼含量的主要影響因素

2.1建築抗震等級不同

設計人員在進行建築物的結構設計時,採用不同方式進行建築物的含鋼量測算。抗震等級高的建築需要的含鋼量必定也多,比如,抗8度地震的建築和抗9度地震的建築相比,二者的含鋼量至少相差約40%。

2.2建築平面不規則性的控制

在進行建築物的設計時,除了必要的審美和藝術需求,應當確保建築物的造型簡潔,減少因為造型導致不必要的牆、柱等結構構件設定以及牆體面積的增加,同時應遵守高層建築高寬比的規範建議值,高寬比超出建議值越多,間位面積含鋼量越高,建築物的高寬比控制應在建築設計方案階段進行控制和處理。

2.3使用材料控制

建築材料的趨勢是輕量化的,所以各建築物材料可以選擇的輕量化建築材料範圍較廣;同時建築物各承重構件應優先選用高強材料,包括高強混凝土和高強度鋼材,在減輕建築整體重量的情況下,同時減少建築物各結構構件的截面尺寸,從雙方面措施降低建築物的鋼筋總體含量。

2.4地質條件影響

嚴格認真執行“先勘察後設計”的設計原則,根據不同的建築地土類別及相應引數選擇合適的建築佈局和建築結構形式在勘探過程會考慮土質、淺層土壤承載力、地震帶分佈、場地土類別等因素對建築物含鋼量的影響,比如,根據工程建設場地土岩土分佈範圍和特點,在不同地段設計不同層數和級別的建築物;對於土質鬆軟承載力低的範圍段就應當適當減少建築物的層數或者佈置使用荷載相對較小的建築物、採用輕質填充材料能夠滿足使用功能的建築物或者選用相對經濟適用的基礎型別,儘量做到各結構構件承載能力能夠不存在過多的富餘。

3建築設計中的含鋼量控制措施

3.1選用合理的建築設計方案

在進行建築結構的含鋼量控制的時候,結構設計師應當避免建築設計過於追求造型奇特和新穎,導致建材用量和施工成本升高,而應當選擇簡潔大方,時尚得體的建築設計方案。對於建築外立面設計的要求就是避免曲面的過多出現,避免誇張和複雜的構架。為了實現優化整體的設計和建築含鋼量的控制,建築師應當根據實際情況,採取相應的設計方案。

3.2確保結構佈置的合理性

3.2.1選用合理的結構體系

建築結構設計工作的開展,應優先選用具有抗風性與抗震效能的結構體系。否則,一旦採用不合理的結構體系設計,就會導致荷載傳遞關係更趨複雜,進而造成剛度突變等一系列不良後果。結構體系的科學合理性,能夠保證建築工程結構設計的含鋼量控制達到預期。

3.2.2確保柱網尺寸佈置合理

建築結構設計人員應當有經驗,合理佈置柱網的尺寸,保證柱網尺寸均勻,提升樑、柱的受力合理性,使樑、板、柱等結構的承載能力得到充分的利用,避免過多的承載能力富餘,通過精確計算減少配筋的使用量,最終實現有效降低建築含鋼量目的的同時使建築物使用效能更加優化,減少因結構構件尺寸過大對建築物使用的影響。

3.2.3抗側力構建的位置要合適

佈置抗側力結構元件時,應當把抗側力構件設定在最具效用的整體結構中,並儘量抗側力佈置在建築結構的周邊且呈均勻佈置狀態存在,使得建築物質心形心偏差量儘量得小。由此可以有效降低建築結構中抗側力結構的數量,同時再對抗扭效應進行精確把關,使得各抗側力構件的承載能力得到充分的利用,就可以很大程度上減少鋼材的.使用量。

3.3採用合理的基礎形式

由於建築物的地基在建築物的整體工程造價中佔有很大一部分。鋼筋混凝土的基礎工程量比較大、花費時間也比較長,因此在挑選出適宜的基礎形式前,要充分考慮所有相關因素,比如:(1)在滿足建築物使用要求和結構安全的情況下,儘量採用淺基礎進行建築結構基礎建設。(2)根據地質條件,在滿足承載力要求的情況下,若使用樁基礎則遵循”求短不求長“的原則但同時應結合樁數與承臺之間的造價關係的綜合比選。(3)積極應用軟土地基加固技術,儘量不使用樁基礎;在地質條件複雜,特別是各岩土層分佈均勻性差且巖面埋深大又起伏較大的情況下,樁基礎的成樁可靠性差、樁長度不可控且單樁承載力低,此時仍然採用樁基礎會導致樁基礎和承臺造價不可控。

4工程例項

某城市有一個小區建築專案工程,小區內合計有8棟30層的高層住宅建築,還設計有2層的地下室,地下室主要是供業主停車的車庫,高度分別是3.9、4.8m。建築物首層架空,高度6m,第二層及以上樓層全部為普通住宅。6度抗震,場地土類別為Ⅱ類,總建築面積為12萬m2。

4.1在建築結構體型設計上控制含鋼量

小區建築設計的外立面佈置不很規則,存在著許多凹凸面,導致受力分析十分複雜。主要問題是建築設計採取的設計形式使得整體建築物中部受力不充分,基於該情況,在完成建築物建設現場勘察工作後,應通過協調建設單位,如,在其中間架設樓板,以將端部的短肢剪力牆改造為剪力牆。如此,就可對結構體系的牆體剛度進行有效控制,進而提高結構牆體的數量確定的科學合理性。這樣一來,層間位移角就可滿足相關管理部門制定的規範標準要求。

4.2鋼含量合理控制後的經濟性指標

在完成了相應的含鋼量控制措施之後,整體建築物的含鋼量得到了有效地減少,相應地建築物的建造成本也得到了節約,表2是通過比較原方案和優化後的含鋼量指標,直觀地體現出含鋼量的優化控制的重要性。

5結語

文章從一般建築型別的建築含鋼量說起,介紹了影響建築物含鋼樑的主要因素;分析了控制建築結構設計含鋼量的主要措施;最後通過一個工程例項,簡潔直觀地體現出進行含鋼量控制帶來的好處。含鋼量的控制是貫穿於整個建築工程中的,相關單位必須進行科學的佈局,合理的使用資源,重視建設生產過程中的安全問題,促進我國建築業的蓬勃發展。

參考文獻

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