建筑結(jié)構(gòu)含鋼量及研究

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1、建筑結(jié)構(gòu)含鋼量的研究[摘要]綜合多種統(tǒng)計數(shù)據(jù),編制出各類建筑結(jié)構(gòu)含鋼量的實際統(tǒng)計值表,分析影響含鋼量的因素,提出降低含鋼量的措施,可供土建有關(guān)人員參考。[關(guān)鍵詞]含鋼量;鋼筋;造價;建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計1引言土建工程造價一般占建筑總造價(不包括工藝設(shè)備)的70%～80%；在土建工程造價中,75%為材料費。一般地,砂石價格為幾十元／噸,水泥價格為幾百元／噸,鋼材價格卻為幾千元／噸。為了降低造價,要求設(shè)計者盡量減小含鋼量。有的地方,設(shè)計概算的含鋼量甚至成了設(shè)計能否中標的決定性因素。2含鋼量的實際統(tǒng)計值建筑結(jié)構(gòu)的含鋼量是指建筑主體結(jié)構(gòu)(不算裝修)總用鋼

2、量除以總建筑面積得到的一個建筑經(jīng)濟指標,通常以(kg／m2)表示。木結(jié)構(gòu)的含鋼量幾乎為零,砌體結(jié)構(gòu)較少,混凝土結(jié)構(gòu)較多,鋼結(jié)構(gòu)最多。砌體結(jié)構(gòu)以磚石砌塊作豎向承重構(gòu)件,梁板一般為鋼筋混凝土構(gòu)件,需用一定量的鋼材。鋼筋是鋼筋混凝土構(gòu)件的骨架,配筋多少決定構(gòu)件承載能力的大小,混凝土結(jié)構(gòu)用鋼量太少反而不經(jīng)濟。所以,建筑結(jié)構(gòu)的含鋼量有一個合理范圍。實際工程含鋼量的統(tǒng)計數(shù)據(jù),在各種論述建筑經(jīng)濟和造價的著作中有所記載,其數(shù)據(jù)大多為20世紀90年代以前的。文獻[5]記載了全國數(shù)百個建筑工程的技術(shù)經(jīng)濟指標,其中就包括含鋼量。21世紀后,一些建筑工程造價網(wǎng)站發(fā)布

3、了典型建程的技術(shù)經(jīng)濟指標。作者根據(jù)上述統(tǒng)計數(shù)據(jù),匯總出各類建筑結(jié)構(gòu)實際的含鋼量,見表1～5。表1　砌體結(jié)構(gòu)的含鋼量(kg／m2)單層廠房倉庫????1-2層住宅????多層住宅????多層辦公樓????底框商住樓????公共建筑15～30????22～28????18～26????23～30????25～30????40～60表2　住宅類混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼量(kg／m2)框架????剪力墻????框-剪多層(≤6層)????小高層(7～11層)????高層(≥12層)????小高層????高層????高層25～40????35～50????50

4、～60????25～50????55～75????40～85表3　辦公商業(yè)類混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼量(kg／m2)結(jié)構(gòu)形式????框架????剪力墻????框-剪????框(筒)-筒????多層????高層????高層????高層????超高層????高層綜合樓商　廈????30～6040～100????50～10050～120????70～12060～170????50～12065～140????145～21070～225????55～105(45～95)60～110表4　單層排架廠房混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼量(kg／m2)冷加工????熱加工????重

5、型廠房吊車<75t????輕工食品????倉庫40～50????50～65????75～80????40～60????30～60表5　鋼結(jié)構(gòu)的含鋼量(kg／m2)屋蓋????廠房????民用建筑屋架????網(wǎng)架網(wǎng)殼????輕型門架????吊車≥100t????多層住宅別墅????高層????公共建筑35～50????15～65????30～60????160～330????40～100????90～200????180～300以上表格中的數(shù)值,均不考慮地下室和樁基,若考慮樁基應(yīng)增加10%左右。而單獨計算地下室,其含鋼量為80～490kg／m2

6、(上限為考慮人防)。應(yīng)當指出,采用輕型鋼結(jié)構(gòu)的廠房和住宅,雖然為全鋼結(jié)構(gòu),但它們的含鋼量比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多不了多少。3影響含鋼量的因素表1～5的數(shù)據(jù)說明:即使是同一結(jié)構(gòu)類型的建筑,其含鋼量也有多有少,差值可達一兩倍。但是,對于一個具體的工程來說,含鋼量應(yīng)該為確定的數(shù)值。那么,哪些因素會影響含鋼量？3.1自然條件作用在建筑結(jié)構(gòu)上的外力,主要有地震作用和風(fēng)荷載。處在抗震設(shè)防烈度高或者風(fēng)壓大的地區(qū),含鋼量高,反之較低。在氣候惡劣、溫差變化劇烈的地區(qū),為抵抗溫度應(yīng)力,增加抗拉性能優(yōu)良的鋼筋的配置,是工程師常用的辦法。建筑場地土質(zhì)差,淺層土承載力低,持

7、力層埋深大時,需要采用樁基礎(chǔ)或很厚的鋼筋混凝土筏板,含鋼量較大。3.2政策法規(guī)長期以來,我國因缺少鋼材而對建筑用鋼加以限制。從1996年鋼產(chǎn)量首次超過一億噸大關(guān),躍居世界第一位以后,我國鋼產(chǎn)量連年增長,并一直保持鋼產(chǎn)量世界排名第一的位置。目前,我國鋼材年產(chǎn)量已超過4億噸,國家開始出臺優(yōu)惠政策,鼓勵建筑行業(yè)積極合理地推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。1997年11月建設(shè)部發(fā)布的《中國建筑技術(shù)政策》(1996～2010年)中,明確提出發(fā)展建筑鋼材、建筑鋼結(jié)構(gòu)和建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的具體要求,使中國長期以來實行的“節(jié)約鋼材”政策轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂侠碛娩摗闭?。設(shè)計規(guī)范作為上層

8、建筑,必然反映時代社會經(jīng)濟的特色和需要。短缺經(jīng)濟的主要傾向是竭盡全力去約束消費和限制投資,并伴以過多的行政干預(yù)來加以保證。設(shè)計規(guī)范的低安全度和某些荷載標準值的過低取