中山市时代匠人建筑设计工程管理有限公司
【摘要】随着近年来我国城市化进程的加速推进，由于建筑工程项目钢筋应用的广泛化和结构设计管理的复杂化，给建筑工程项目的结构设计管理提出了更高的要求，这同时也给其中节约用钢量的应用与管理提出了更高的要求。
【关键词】建筑结构设计；节约用钢量；方法及意义
一、引言
伴随不断发展的城乡建设速度，在建筑工程项目设计中，不论是其设计理论，还是其相应的技术措施，都有着广泛应用，在这当中，节约用钢量的管理又是其中应用较为重要且较为难以控制的关键之一。然而由于目前建筑工程项目节约用钢量在结构设计管理应用的时候，还存在一些缺乏成熟经验的问题，这就使得进行建筑结构设计中节约用钢量的应用过程中，还存在各种问题，直接影响着建筑结构设计管理的效率和工料分析，进而也严重影响着工程的施工质量和安全。下面结合工程经验，对建设工程结构设计管理中节约用钢量的方法及其意义进行了探讨。
二、建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义
2.1水平构件布置
公共建筑楼层内，如果结构单元的两向主轴尺寸相像，则可将其设置为两向井字次梁。如果两向主轴尺寸存在很大差距，则必须对主框架和此框架进行明确分辨，设置为具有代表性的交梁楼盖，必须保持大约2m的板跨。针对住宅建筑来说，在大约3m正常开间条件下，楼板必须保持约100cm的厚度，且必须保证板跨达到最大，并且无需隔墙机设置交梁。若建筑工程采用高强钢筋，则其板的配筋必须通过内力控制而非按照构造配筋，否则会导致严重的不良后果。若布梁较多并且板跨不大，则用钢量会大大增加，同时会造成楼面荷载传递多次，产生不均匀受力的现象。
2.2竖向构件布置
针对结构设计操作而言，墙柱截面必须得到科学设置，同时保证使用压弯构件作为墙柱，在大多数情况下，配尽量使用构造配筋为最佳。所以，在保证合理的混凝土强度等级的情况下，必须和轴压比标准保持一致，防止墙柱截面过大，否则会由于截面增大而增加用钢量。在结构设计方面，不宜使用过多种类的柱截面，个别柱位在配筋上可增加芯柱，使配箍率增加或者使主筋配筋率增加，同时和劲性钢筋配合使用，改善轴压比，对截面尺寸进行有效控制，保证其达到最佳效果。通过上述个别处理，比单纯增加面积更易于节省用钢量。针对高层建筑而言，墙柱截面也有收级的问题。基于节省用钢量方面的考虑，必须使墙柱的截面控制得到最大化，进而符合模数要求，能各层开展收级。
2.3构件配筋构造
第一，在设计柱的过程中，必须利用混凝土的强度等级，对轴压比和截面尺寸进行有效控制，保证大部分柱段都为构造配筋，而非内力控制配筋。在此条件下，柱主筋能按照规定最小配筋率或者略高的配筋率，对主筋规格进行正确选择。在柱箍筋体积的配筋率上，按照有关计算公式得出，为保证用钢量最小化，使用高强度钢筋要比低强度钢筋更有优势。因此，针对高层建筑而言，柱箍筋选择HRB400更好，并且不宜使用低强度钢筋HPB235。结构顶层的边柱尤其是抽掉中柱后的大跨度边柱，一般而言都有大偏心受压的现象，主筋配筋率是由于内力控制且存在较大规模，为使低配筋率降低，节省用钢量，则一般必须将柱的竖向形状进行改善。但是，在变化后依然难以承受弯矩，则可通过把梁柱顶的节点设计为简支的方法，实现柱中心受压的目的。在此情况下，不需要改变边柱竖向的形状，就能使截面大大减小。
第二，针对梁的设计而言，配筋基本上受到内力控制，但是依然有一小部分是通过最小配筋率控制。经过对梁主筋的最小配筋率、梁箍筋配箍率可知，如果要使梁的用钢量减少，首先是混凝土等级强度不宜过高，其次最好选择高强度钢筋。前者能保证最小配筋率减少，同时更关键的是能大大改善梁的抗裂能力。针对截面较窄的梁而言，若配筋率较大，则必须采用2排钢筋，以此保证梁的有效高度有效降低。因此，在使用不受影响或者建筑空间较为美观的基础上，适度增加梁宽，将主筋进行单排布置，尤其是梁界面的高度较低，则对于节省钢筋有促进作用。
第三，设计楼板方面。上文所述，目前混凝土楼板厚度一般在100cm以上，在此条件下，必须使楼板跨度适当增加，保证内力控制配筋，而非构造配筋。按照该点要求，楼板配筋可选择HRB400，以达到节省用钢量的需求。针对跨度较大的双向板而言，由于板底位置存在差异，因而内力也有所不同，在进行设计时，必须防止最大内力配筋贯穿整宽和整跨。为达到用钢量减少的目的，一般必须分板带配筋。板底筋保持100cm的间距时，不需要保证每根钢筋伸进支座，可在支座前切断一部分钢筋。板面需要应用贯通面筋时，贯通筋配筋可低于最小配筋率，不仅符合相关规范，而且能达到节省用钢量的目的。
第四，设计抗震墙及其构件。抗震墙包括两种，即为加强位置与非加强位置，前者属于高烈度区，则必须按照约束边缘构件配筋，而非加强位置则必须按照构造边缘进行构件配筋。不管为节点位置或者其余的墙段，前者选择的配筋量必须比后者高，因此，在结构设计中，必须对抗震墙的加强与非加强位置进行明确区分，进而实现用钢量减少的目的。必须合理布置抗震墙，选取合适的截面，比如，配筋使用构造配筋，进而保证节点区的主筋、箍筋以及墙段水平配筋率达到配筋率的最小值。若由于建筑工程的重要等级较高，则配筋率相应的也要增加，因而将其控制在一定范围，防止用钢量大幅度增加。在设计构件时，构件设计首先必须选择合适的材料，其中Q235、Q345应用最为普遍。一般主结构中选择的钢种较为单一，便于工程管理。考虑到经济方面的原因，选择的钢材可以为各种强度的组合。Q345适用于强度发挥控制作用时，而Q235适合稳定控制时。构件设计中现行规范中必须选择弹塑性方法演算截面。这不符合结构内力弹性计算方法。目前结构软件均有截面验算后的处理功能。由于程序技术越来越先进，一些软件能在进行验算过程中加大截面，进而再次进行分析。
三、结束语
总而言之，随着近年来我国城市化进程的加速推进，由于建筑工程项目钢筋应用的广泛化和结构设计管理的复杂化，给建筑工程项目的结构设计管理提出了更高的要求，这同时也给其中节约用钢量的应用与管理提出了更高的要求。因此仅仅依靠过去的传统的建筑结构设计经验和技术措施已经很难确保建设工程项目结构设计中节约用钢量的管理，于是对于节约用钢量的方法及其意义，已成为建筑工程项目结构设计管理的重要一环。
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