钢筋混凝土住宅的钢筋用量分析.pdf

低温建筑技术 2 0 1 3年第 5期 ( 总第 1 7 9期 ) 钢筋混凝土住 宅的钢筋用量分析 贾徐晨 【 同济大学建筑设计 研究院 ( 集团 ) 有 限公司 ， 上海2 0 0 0 9 2 ) 【 摘要】 钢筋混凝土住宅的钢筋用量是建安成本的主要部分， 钢筋用量过高 ， 不仅造成房地产开发商的利 润空间的缩小， 也势必造成国家建设资源的严重浪费。本文分析了影响钢筋混凝土住宅钢筋用量的主要因素， 并 从地震烈度、 场地土类别 、 风荷载等角度量化研究了各因素对钢筋用量的影响。进而根据研究结果提出了钢筋用 量的推荐限额指标。本文的研究对钢筋混凝土住宅的分析与设计具有参考意义。 【 关键词】 住宅； 钢筋用量； 成本控制 【 中图分类号】 T U 3 7 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) O 5 0 0 6 8 一 O 3 钢筋混凝土住宅是我 国现今所采 用的最 主要的住宅结 构体系。随着房地产市场的不断发展和宏观调控政策的逐 步实施 ， 房地产开发商更加追求以更少的投资获得更大的 经济效益。其中， 控制建安成本显得尤为重要， 其 目的就是 在保证结构安全的前提下， 通过设计人员 自身的概念和经 验或第三方咨询等方式 ， 对结构工程造价加以控制。在结 构工程造价中， 钢筋用量、 混凝土用量( 含模板人工) 是最重 要的两个部分， 又以钢筋用量对工程造价的影响最大。因 此 ， 深入开展钢筋 混凝 土住 宅 的钢筋 用量 的分析 研究 对于 提高住宅结构的经济性有着重要的意义。 本文通过对钢筋混凝土住宅结构在不同地震烈度、 场 地土类别 、 风荷载等条件下进行建模分析， 并统计研究其钢 筋用量关系， 为该类结构的分析与设计提供依据和参考。 1 研究模型 根据常见住宅高度分别取 1 1 、 2 0 、 2 6和 3 3层的计算模 型进行研究 ， 其建筑平面如图 1 所示。采用 P K P M软件建立 的整体模型， 楼层采用刚性楼板假定， 并根据 S A T WE计算 结果对各模型配筋设计 ， 统计其主要钢筋用量。钢筋总量 不包含构造柱 、 过 梁、 圈梁 、 砌体 中的拉接 钢筋 ， 砌体 中预 制 构件之钢筋 ， 施工损耗及措施钢筋。 图1计算模型平面图 2主要影响因素分析 ( 1 ) 地震烈度影响。地震烈度对钢筋用量的影响主 要体现在两个方面。首先， 地震烈度越高 ， 结构所受的地震 力越大， 因此结构主要抗震构件的钢筋用量越大。其次， 地 震烈度越高 ， 结构的抗震等级越高， 因此结构构件的构造配 筋也相应提高， 使钢筋用量增大。 研 地究模型参 数 ： 采用 2 0层模 型 ， 结 构高度 5 9 5 m； 场 地土类别为 I I 类； 基本风压 0 3 k N m ， 地面粗糙度 C类； 总 计算面积为 5 4 4 2 0=1 0 8 8 0 m 。计算分析结果见表 1 。 其它条件相同的情况下 ， 该模型在地震烈度为七度时 比六度时的钢筋含量增加 1 0 ， 八度时比六度时的钢筋含 量增加 3 0 ， 见图 2 。 ( 2 ) 场地 土类别 影 响。场地 土类别 决定 了地 震特 征 6 0 4 0 2 0 0 Z 3 8 度较6 4 0 7 8 7 度较6 4 5 - 度增加 ： 3 0 童 6 度 7 度 8 度 地震烈度 图2地震烈度影响对 比图 周期值， 而特征周期对结构的地震效应有较大影响， 故对结 构主要抗震构件的钢筋用量的影响也不可忽视。研究模型 参数见表 2 。计算分析结果见表 3 。 贾徐晨 ： 钢筋混凝土住宅的钢筋用量分析 表 1 地震烈度影响计算分析结果 k g m 表3 场地土类别影响计算分析结果 k g m- 2 表 2 场地土类别影响研究模型参数 6 0 4 0 2 0 0 如图3所示： 对于6 0 m以下的建筑， 三类场地土的用 量比二类场地土增加 5 ， 四类场地土 比二类场地土增加 1 5 ； 对于 6 0 m以上的建筑， 三类场地土的用量比二类场 地土未增加， 四类场地土比二类场地土增加 5 。 6 0 4 0 2 0 I I 类H I 类 I v 类0 l 1 层 2 0 层 钢筋含量 6 0 m 类 图3 场地土类男 影响对 比图 ( 注 ：单位为k g m ) ( 3 ) 风荷载影响。高层建筑往往是风荷载起控制作 用， 随着风压的变化 ， 结构指标会相应变化。试算基本风压 0 4 5 k N m 和 0 6 5 k N m 两种情 况下 的钢筋 含量 和混凝土 含量变化 ， 以及不 同粗糙度对 风荷载的影响。 研究模型参数： 地上 3 3层 ， 结构高度 9 9 m； 抗震设防烈 度为7度( O 1 0 g ) ； 总计算面积为 3 8 43 3=1 2 6 7 2 m 。研究 结果如表4所示。 类 基本风压0 A5 基本风压0 6 5 表 4 风荷载影响计算分析结果 k g m 图4 风荷载影响对比图 ( 注 ：单位为k g 一 z ) 如图4所示： 当风荷载起控制作用时， 基本风压每增 加 0 1 k N m ， 钢筋含量增加 l k g m， 混凝 土含量增加 0 0 2 m m ； 对于 6 0 m以上建筑 ， 地面粗糙度为 B类比 C 类 ， 钢筋含量增加 1 k g m； 地面粗糙度为 D类比 C类， 钢 筋含量减少 l k g m。 ( 4 ) 地震与风荷载组合。研究过程： 寻找计算模型地 震控制与风荷载控制的临界点， 确定二者的组合关系。研究 模型参数 ， 见表 5 。研究结果如表6所示。 表 5 地震与风荷载组合研究模型参数 对于多层小高层建筑 ， 需要较大的风荷载才能起控制 作用 ， 而对于高层建筑， 较小的风荷载就能起控制作用 ， 所 加 加 0