住宅用钢量，用另外一个视角来看！

低碳经济，也有我们的责任
——开发商要求住宅设计控制用钢量，有其合理的成份，设计方也应有合理的做法

开发商要求住宅设计控制用钢量，其主观要求就是为降低工程投资。而盲目的压低工程投资﹙降低建筑用钢量﹚势必影响工程质量，但从减少对资源消耗的角度来看，控制用钢量也有其合理的一面。
结构设计人员应如何应对这一开发商提出的挑战？
首先要在思想上对这一问题有一个正确的认识。
以住宅为例，99～08年全国每年平均竣工面积3.5亿平方米，若每平方米平均少用1公斤钢筋，那每年就可少用35万吨钢材﹙万分之五年产量﹚，也就意味着每年少用45万吨煤﹙万分之一年产量﹚，可减少CO2的排放70万吨。
因此结构设计人员应该从可持续发展的角度来看问题，积极投身到社会的科学发展事业中去。
那么如何才能达到既满足设计质量﹙当然首先安全﹚的要求，又达到能少用一点钢筋的目的呢，这就要求结构设计人员对我们的设计有个全面的判别。
下面以剪力墙高层住宅为例来分析一下。主要有四个方面。
一、建筑平面布置的影响因素
剪力墙高层住宅，剪力墙越少﹙也就是每平方米建筑面积所含的剪力墙越低﹚，每平方建筑面积的用钢量就越低。
建筑平面布置规整的，一般结构布置也规整，剪力墙相对布置也少一些，其用钢量就相对低一些。
开间较大的，剪力墙数量相对开间较小的也少一些，其用钢量也就相对低一些。
大户型﹙大户型往往开间也大﹚的住宅相对小户型的，同样如此。
但当建筑方案定下之后，上面这些影响用钢量的因素也就定下来了，不可变更。那我们结构还有作为吗？
再往细处来分析，结构的用钢量有二部分，一部分由结构配筋计算确定，一部分由构造规定确定。
二、选用构造钢筋的影响因素
由结构配筋计算确定的量，在图纸实际标定时肯定要大于计算量，因为在钢筋混凝土工程中构件截面基本只有正误差，而不允许负误差。
某根梁配筋大了20%，多了吗？如果计算量是4.2，实配5.0，实配大了20%，但这完全没多，属正常配筋。计算量是42，实配50，同样实配大了20%，此时要视此梁的相对重要性情况而定是否可少一点。
总之，由结构配筋计算确定的量，实配时原则是合理略大，不追求实配量逼近计算量。
由构造规定确定的量，实配时原则是不轻易放大。当然该加强处加强，这才叫设计。
这部分由构造规定确定的量是控制用钢量的重点，原因很简单，可用6.5的钢筋，你用了8，就多了51%；不同直径的钢筋重量关系，是其直径平方的比﹙10x10／8x8＝1.56；12x12／10x10＝1.44﹚，因此，200厚剪力墙的分布钢筋直径你放大一档，就多了约50%。控制选用构造钢筋这个很容易，并且做到了这一点也就基本奠定了控制用钢量的基础。
三、构件最小配筋规定、截面配筋分布特点的影响因素
要注意一些构件的最小配筋规定和截面配筋分布特点。
短肢剪力墙的最小配筋规定﹙配筋率0.8%～1.2%﹚，配筋率较高，要少布短肢剪力墙。
剪力墙的形状要简单。剪力墙的含钢量与其暗柱所占面积成正比，形状复杂则暗柱区域就大，含钢量相对就教大。
短肢剪力墙多，形状复杂的剪力墙多，会迅速拉高的用钢量。前面说到的剪力墙的分布钢筋直径的影响因素也会降低，因为不仅剪力墙的竖向分布钢筋的比例会降低，同时暗柱的箍筋也会增加。
四、材料影响因素﹙钢筋等级﹚
采用三级钢的用钢量比采用二级钢的要低，但其影响的只是由结构配筋计算确定的那部分，由构造规定确定的那部分用钢量与钢筋等级无关。
采用高强度钢筋是技术的进步，是大趋势，其有利建筑的质量保证，有利减少对资源的消耗。首选高强度钢筋是设计人员应有的理念。
除上述主要四点，其它还有一些细节略加注意也有利控制用钢量，此处不再展开，可见我贴在土木网的贴子《剪力墙结构高层住宅的经济设计》﹙ http://bbs.co188.com/content/1790_3096187_1.html﹚。
综上所述，一栋剪力墙高层住宅的用钢量高低，虽然不仅仅取决于结构设计人员，建筑平面布置已规定了其基本用钢量的大小，但结构设计人员仍可以在如何布墙、如何配筋方面做到优化，配筋的精心设计与粗放设计与否，用钢量每平方米差个三、五公斤是完全可能的。
设计应主动在控制用钢量方面有所关注，从上面例举的这些控制用钢量的措施来看，并不会导致产生影响设计质量﹙结构的安全性﹚的问题或说是降低了设计标准，完全是在如何合理布置结构和合理配筋的范畴，因此恰当的控制用钢量，不仅满足了开发商要求控制用钢量诉求中的合理一面，更重要的是符合我国在经济发展中必须是可持续发展的要求，低碳经济，也有我们的责任。
最后要说的是对于有一些设计，以尽量少布剪力墙来达到降低用钢量的作法我是不赞成的。因为剪力墙过少，会使楼面梁关系复杂﹙梁级次过多、形成较多的内部挑梁﹚，这实际上是减少了结构的冗余度。

[ 本帖最后由 rqing_d 于 2012-4-7 20:23 编辑 ]