新旧设计规范对平方面积内含钢量的影响分析

新旧设计规范对平方面积内含钢量的影响分析
说到这个问题，大家总会以一个经验性的观点去衡量，作为一个工程技术管理人员，建筑经济是我们的永衡话题；但作为一个建筑产品的设计，还要从另三个方面进行设计：一是产品的安全性，二是产品的适用性，三是产品的耐久性。国家在一定程度上特别强调建筑产品的安全性和耐久性。
新旧规范对平方面积内含钢量的影响有多大？据有关方面的人士统计分析，大至认为：按新规范设计后产品在造价上比原规范要增加15~30%。这里面说的规范是：《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑地基基础设计规范》、《高层建筑混凝土结构设计规范》、《建筑工程施工质量验收规范》、《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》等，因此，可以从以下几个方面进行综合说明。
一、 对现行规范的理解
从2000年以后，国家就对相关的一些设计规范进行了改编，其中改变最大的是结构设计规范。改变了规范中的相关计算规则、公式以及取值，改变的目的就为了两个原则：一是安全性，二是耐久性。从我国结构安全度总体 讲，比国际水平低，更不能与一些发达国家相比了，但我国对材料的用量上并不比其他国家的少，其原因在于国际上较高的安全度是靠较高强度的材料来实现的，因此，国家就在原规范上就一些材料的取值作了相应的修改。如：原强度等级为42.5Mpa的标号为425#水泥现只能当作32.5Mpa用；如二级钢，原抗拉强度为310Mpa，现为300 Mpa，现混凝土轴心抗压强度值比原规范也有所降低；连计算公式中，原应用的混凝土的弯曲抗压强度值现改为轴心抗压强度值，进一步提高了结构的可靠度，再如原桩基规范中的桩配筋在抗震区只按计算长度配置纵向钢筋，而现在新规范是通长配置纵筋等等。这些都与单位平方米面积内的含钢量有一定的影响。
二、荷载规范上的取值修改
荷载设计规范的修改，提高了一些荷载标准值，如住宅楼面原荷载为1.5，新规范改为2.0，厨房中的荷载增加了餐厅的荷载，并且还相当大，原厨房荷载为2.0，现在餐厅的荷载为4.0，荷载比原提高了2倍。楼梯荷载也由1.5改为2.0。在抗震设计规范中，对剪力墙的最小配筋率均比原规范有所提高，也就是说，就是你通过计算得出的配筋面积不能少于现规范规定的最小值，在设计中，往往会出现这种情况，就是按构造配值的钢筋由原来的不能少于0.20%到新规范的不能少于0.25%,提高了构造配筋的设计下限，对钢筋用量就有所增加。诸如此类的修改还很多。在此就不一一例举了。
三、计算机软件及设计师的专业水平的影响
就说现在的结构设计软件。目前国内大多数设计单位采用的是由中科院研制的PKPM结构计算软件。该软件也是在新的规范出台后对原软件程序进行了修改，刚出台的新规范版PKPM软件一到设计师的手中，算出来的结果是连设计师也是不敢相信的，虽说软件也存在一定的缺陷，PKPM软件研制单位在国内的一片骂声中对该软件程序作了一定的补充和完善，但给我们的感觉是越来越“保守”了。同是2003年的PKPM版本，其中6月份发布的与9月份的计算结果不同，到后来的12月份的版本就更不相同了。我们曾对这几个不同的版本算同一个工程，其计算结果出入太大了。同时，新版本的PKPM设计软件，现在强调运用的是satwe这个计算程序，这个程序比原常用的TAT计算程序更趋于“合理和精确”。就是同一版本，用这两个程序算同一个工程，其计算结果也是不尽相同的。可以这么说，如果按新的规范标准和设计软件对原通过的结构进行校核，以前的设计通通是不合格的！同时设计师的设计经验也是一个重要的因素；如结构设计中对梁端负弯矩调幅系数、连梁刚度折减系数、梁设计弯矩放大系数、中梁刚度放大系数等的取值也与配筋率有着很大的关系，就连目前昆明这两家审图公司对这些取值的要求也不尽相同，我们作为开发公司技术管理部门的工程师，对这些参数的取值一是通过审图公司作一定的了解，二是按业主方对设计产品的知情权要求设计师提供，但对取值是否合理，很大程度上是审图师说了算。
对含钢量的影响，同时与建筑的环境类别、场地类别、结构构件抗震等级、安全等级均有一定的关系，同一个结构形式，同一个截面和跨度的构件，均因上述条件的不同而配筋不同。
我们可以通过一个设计事例按新老规范计算分析出对含钢量的影响程度：
例：已知一单跨简支板，计算跨度为3m,均布荷载恒载标准值为4.5KN/m2(包括板的自重及地平面层和粉刷层重),板厚为100mm，混凝土强度等级采用C25，用一级钢，环境类别为一级，试按新老规范计算该板的配筋。
一、 按新规范进行计算。
解：取板宽为一米为计算单元，求作用在板上的荷载设计值：
新的荷载规范规定,取楼面活荷载为2KN/ m2。则：
q=（1.2*4.5+1.4*2）=8.2KN.m
求板跨中弯矩：
M=ql2 /8=(8.2*32)/8=9.225KN.m
计算钢筋截面面积和选择钢筋
as=（9.225*106）/(1.0*11.9*1000*1002)=0.0775
查表,得γs=0.953
As=461mm2
每米板配筋拟用直径8mm钢筋，则间距为109mm，故选用φ8@110。
二、 按老规范进行计算：
解：取板宽为一米为计算单元，求作用在板上的荷载设计值：
原荷载规范规定,取楼面活荷载为1.5。则：
q=（1.2*4.5+1.4*1.5）=7.5KN.m
求板跨中弯矩：
M=ql2 /8=(7.5*32)/8=8.44KN.m
计算钢筋截面面积和选择钢筋
as=（8.44*106）/(13.5*1000*1002)=0.0625
查表,得γs=0.967
As=415mm2
每米板配筋拟用直径8mm钢筋，则间距为121mm，故选用φ8@120。由此可得出每米增加了一根直径8mm的钢筋。
由板的配筋就可知道新规范比原规范的配筋面积增加了11%，如按此进行梁、柱、剪力墙的设计,则配筋更加明显。就如按新的03G101《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》图集中第4.2.3条第五项的规定，当梁高h≥450mm时在梁两侧就应设置构造钢筋，而原规范规定当梁高h≥750mm时才在梁两侧设置构造钢筋。因此，通过上述分析，按新的规范进行设计的建筑含钢量比原规范高这也是情理之中的。当然，开发商的建设成本的增加，这也是必然的。但在新的规范条件下，要如何降低成本，这却是我们要讨论的另一个话题。