结构设计过程中的含钢量控制

建筑结构设计中的含钢量导言房地产建筑事业的蓬勃发展加强了对建筑材料合理使用和科学规范要求。

建筑结构设计市场的竞争日趋激烈，甲方将含钢量的多少作为选择设计单位的优先条件。

现在许多建筑结构设计公司要求一定要做到满足甲方的合同限额要求。

从理论上讲，人们应该把避免浪费和优化设计作为最终的目的，而不能一味的追求低的含钢量。

从建筑结构设计的全程角度考虑，结构本身与建筑方案都会影响含钢量的大小，只有综合考虑各方面的因素才能设计出更为安全更为经济的建筑。

在建筑材料中，结构含钢量的高低控制着工程建设的总成本，它影响着后续工程造价的估算，而结构的主体部分约占总造价的50%。

在进行建筑结构设计时，不同的区域、不同的建筑都会影响结构含钢量的大小，追求以最少的成本得到最安全、经济、美观的结构是开发商共同的目标。

影响建筑结构中含钢量的主要因素1.复杂的建筑平面形状和地震烈度复杂的建筑平面设计会影响建筑含钢量大小。

复杂的平面形状会增加建筑的施工难度，其中为了增加凹凸结构的稳定性，在设计时应尽量增加含钢量，同时，凹凸面的设计会提高对建筑材料的要求，例如，建筑结构的采光和保温都要考虑到结构的平面形状，这样不但增加了建筑结构的设计成本，还增加了对建筑结构含钢量的控制难度。

建筑结构因地震强度的不同而不同。

建筑设防烈度范围在Ⅶ度和Ⅷ度时，结构所承受的地震作用会相差约40%，而不同地区的建筑其结构设计也不相同，在地震频繁、震害较大的地区，建筑物的含钢量显著的高。

一般来说，地震频发地区的建筑较没有地震的地区考虑的因素比较多，设计和含钢量也相对严格。

建筑结构会因不同类别的建筑场地而不同，相应承载力的不同会导致建筑结构含钢量的不同，因此，在结构设计中必须根据地基承载力和建筑场地的类别来确定含钢量的大小。

2.建筑结构的高度合理的控制建筑物的高度关系到结构含钢量的大小。

城市化进程的推进、建筑用地的紧缺以及土地价格的上涨决定了高层建筑的类型，建筑物高度的限制决定了承载力强度的大小，也间接的控制了结构含钢量的多少。

在结构设计中降低含钢量的十四个方法降低结构中的含钢量可以有效地降低工程成本，提升建筑的可持续性水平。

以下是十四种降低含钢量的方法：1.优化结构设计：通过合理的结构设计，使用更少的钢材同时满足承载要求。

例如，可以通过采用更高强度的钢材，在相同的承载能力下减少钢材的使用量。

2.使用预应力混凝土：预应力混凝土结构可以大幅度减少钢筋的使用量。

预应力混凝土通过施加预应力，使得混凝土在受力时能够承受更大的拉力，从而减少了钢材的使用量。

3.使用薄壁结构：薄壁结构可以减少结构自重，从而减少了钢材的使用量。

利用现代技术，可以设计出更加轻薄的结构，提高结构的机械性能和使用效率。

4.采用H型钢代替普通钢：H型钢具有较高的抗弯刚度和抗扭刚度，可以替代部分钢筋的作用。

在一些情况下，可以将H型钢与混凝土组合使用，从而减少钢材的使用量。

5.使用香蕉型梁：香蕉型梁是一种具有较高自重的压力梁。

在适当的情况下，可以使用香蕉型梁来替代承重梁，从而减少钢材的使用量。

6.使用轻质建材：轻质建材可以减少结构自重，同时降低钢材的使用量。

例如，可以使用空心砖代替实心砖，在满足结构要求的情况下减少结构的自重。

7.使用复合材料：复合材料具有良好的机械性能和轻质化的特点，可以替代部分钢材的作用。

例如，可以使用碳纤维增强复合材料来替代部分钢筋的作用。

8.采用钢筋混凝土砌块：钢筋混凝土砌块具有较高的抗压强度和抗弯强度，可以减少结构的自重，降低钢材的使用量。

9.优化构件尺寸：通过对构件尺寸的优化设计，可以有效地减少钢材的使用量。

例如，可以适当减小梁的截面尺寸，从而减少梁的钢筋用量。

10.使用剪力墙结构：剪力墙结构具有较高的刚度和承载能力，可以减少柱子和梁的使用量。

在适当的情况下，可以采用剪力墙结构代替框架结构。

11.使用高效抗震措施：高效抗震措施可以提高结构的抗震性能，从而减少结构的设计要求和使用钢材的量。

12.使用节能建筑材料：节能建筑材料可以降低整体建筑的能耗，减少结构的设计要求和使用钢材的量。

结构含钢量经验值结构中的钢材含量是指在建筑和工程结构中，所使用的钢材的总量。

钢材的含量直接影响着结构的强度和稳定性，因此确定合理的钢材含量对于结构的设计和施工非常重要。

下面将介绍一些常见的结构含钢量经验值。

1.框架结构：框架结构是一种常见的建筑结构类型，其主要由柱子和横梁组成。

通常情况下，框架结构中的钢材含量约为整体结构重量的5%至10%。

具体的钢材含量还会受到结构的设计要求和荷载情况的影响。

2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构是一种常用的建筑和工程结构类型。

其特点是在混凝土中加入钢筋，以提高结构的强度和稳定性。

在钢筋混凝土结构中，钢材的含量通常占整个结构重量的1%至5%。

钢筋混凝土结构的钢材含量还会受到结构设计要求、混凝土强度等因素的影响。

3.钢桥结构：钢桥结构是一种常见的交通工程结构类型，其特点是使用钢材作为主要构造材料。

具体的钢材含量会受到桥梁跨度、荷载情况、结构形式等因素的影响。

一般来说，钢桥结构中的钢材含量通常较高，占整个结构重量的10%至20%。

4.钢管结构：钢管结构是一种特殊的钢结构类型，其主要特点是使用钢管作为主要构件。

钢管结构的钢材含量会受到结构形式、荷载情况、施工要求等因素的影响。

一般来说，钢管结构中的钢材含量较高，占整个结构重量的15%至25%。

需要注意的是，以上的结构含钢量经验值仅为参考值，实际设计和施工中还需要根据具体项目的要求进行具体的确定。

在确定结构含钢量时，需要考虑结构的强度、稳定性、经济性等因素，并根据工程的具体情况进行合理的调整和优化。

关于结构含钢量、混凝土含量限额设计指标的规定一、结构含钢量、混凝土含量限额设计指标的意义结构含钢量及砼含量限额设计指标作为有效控制项目该方面成本的目标参考数据，具有指导意义。

二、结构含钢量、混凝土含量限额设计指标的依据2.1建筑结构荷载规范GB50009-20012.2混凝土设计规范GB50010-20022.3建筑抗震设计规范GB50011-20012.4高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20022.5建筑地基基础设计规范GB50007-20022.6 各地区各类项目的经验数据三、结构含钢量及混凝土含量限额设计指标及使用说明3.1结构含钢量及混凝土含量限额设计指标详见下表：3.4应用细则说明3.4.1本限额设计指标的计算规则为计算范围内的相应结构钢材用量或混凝土除以计算范围内的结构面积。

1) 结构钢材及混凝土用量包含剪力墙、柱、梁、楼板、空调板、窗台板、阳台栏板、砌体拉结筋等构件的所有钢筋用量和混凝土用量；不含纯建筑的混凝土装饰构件、预埋件、混凝土墙梁与砌体间加挂的钢丝网、一楼为防潮而设置的架空预制板所含的钢筋。

2）结构面积等于建筑面积与建筑赠送的但仍为结构楼板或屋面板遮盖部分的面积之和。

（例如层高小于2.2m部分，在计算建筑面积时只计算一半，在计算结构面积时全数计入。

阳台面积的计算规则与建筑保持一致）。

3.4.2本限额设计指标所依据的钢筋级别为：16mm及以上直径的受力钢筋宜采用HRB400级；板中主要受力钢筋宜采用冷轧带肋或冷轧扭高强钢筋；其余钢筋采用普通HRB335级和HPB235级钢筋。

实际设计过程中，也应首先考虑主要钢筋采用性价比更好的HRB400级、冷轧带肋钢筋或冷轧扭高强钢筋。

当高强钢筋由于当地市场的价格原因或某些结构部位的抗裂控制指标等技术原因不具备性价比的优势时，则不宜采用。

海创上海设计管理部叶枫2008.1.14。

建筑结构设计中含钢量的控制措施摘要：建筑物的含钢量与建筑物的体型有着重要关联，同时直接影响工程的经济收益，本文从结构设计的角度，对含钢量的控制措施作出分析和阐述，有一定参考价值。

关键词：建筑结构设计；含钢量；控制措施中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：1影响含钢量的因素及控制措施影响结构含钢量的因素首先是建筑物的体型，包括建筑物的开间、进深、层高，平面形状的凹凸、竖向立面的缩进、悬挑等等。

建筑布置的任何平面不规则或竖向不规则都将导致含钢量的增加。

有些结构工程师往往过于迁就建筑专业，不对某些无必要的不规则情况提出意见，造成结构平面或竖向严重不规则，将一个本来可以不超限的高层做成超限高层，大大增加了结构含钢量，造成了浪费。

这就要求结构工程师提前介入建筑方案的讨论，使最终的建筑方案尽可能简单、规则。

在确定建筑物的体型后，就要进行结构选型和结构布置。

我们主要根据建筑物的高度及建筑的空间使用功能确定结构形式。

结构布置应均匀、对称，力求刚心和质心重合，尽量避免出现gb50011-2010建筑抗震设计规范(以下简称《新抗规》)第3．4．3条及jgj3-2002高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称《高规》)第4．3．3条等相关不规则情况。

这样就给下阶段设计工作中合理控制结构含钢量打下良好的基础。

2 在结构设计阶段对含钢量进行有效控制1．1结构计算模型荷载取值荷载取值的大小直接影响结构含钢量是否合理，过小的荷载会导致结构的不安全，过大的荷载则造成浪费。

设计工作中应尽量选用轻质墙体材料，根据建筑墙身做法详细计算荷载，门窗荷载应折去。

活载应根据具体建筑功能严格按gb50009-2001建筑结构荷载规范(2006版)(以下简称《荷载规范》)取值。

非固定隔墙的荷载应折入楼面活载。

对于《荷载规范》4．1．2条可以折减的项目，应予以折减。

结构工程师应该对各种结构形式的单位面积质量有一定了解。

1．2结构计算参数的选择目前结构设计计算软件有很多，每个计算软件都有大量参数需要结构工程师设置，这些参数都会影响结构含钢量，必须了解其意义及对计算结果的影响。

各种结构含钢量统计钢结构是现代建筑中最常用的一种结构形式之一，具有优异的承重性能和耐久性。

在各类建筑中，钢结构承担着不同的载荷和功能，因此需要根据具体需求来设计合理的钢量。

以下是各种结构类型的常见钢量统计。

1.框架结构框架结构是最常见的结构形式之一，它由一系列连接的柱、梁和框架组成。

框架结构在工业厂房、多层住宅和商业建筑中广泛应用。

对于框架结构来说，柱和梁是主要的承重构件，钢量主要集中在这些构件上。

一般来说，钢柱的截面积需要根据楼层高度、使用功能和设计荷载来确定，钢柱的钢量通常控制在每平方米0.15-0.2吨。

而钢梁的钢量则根据跨度、荷载和梁的截面形式来确定，一般控制在每平方米0.1-0.15吨。

2.梁柱结构梁柱结构是另一种常见的结构形式，主要用于单层或多层住宅和商业建筑。

梁柱结构的承载能力主要依赖于梁和柱的数量和截面形状。

在梁柱结构中，钢柱的截面积可以根据楼层高度和设计荷载来确定，一般控制在每平方米0.1-0.15吨。

而钢梁的钢量则根据跨度、荷载和梁的截面形式来确定，一般控制在每平方米0.07-0.1吨。

3.悬挑结构悬挑结构主要用于大跨度的桥梁、体育场馆和特殊建筑中，这种结构形式可以突破传统结构的限制，实现大空间的开放效果。

对于悬挑结构来说，钢量的确定需要根据结构形式、跨度、荷载和悬挑部分的长度比来确定。

一般来说，悬挑结构中的钢量通常控制在每平方米0.1-0.2吨。

4.复杂结构一些复杂的建筑结构，如钢桁架、曲线结构和网壳结构，需要根据具体的设计要求来确定钢量。

这些结构形式通常用于体育馆、会展中心和文化建筑等特殊项目中。

对于这些复杂结构来说，钢量的确定需要考虑结构形态、跨度、区域布置、荷载和建筑功能等因素。

一般来说，这些结构的钢量通常控制在每平方米0.2-0.3吨。

总之，不同结构类型的钢量统计需要根据具体的设计要求和功能来确定。

在进行结构设计时，需要综合考虑建筑的载荷、跨度、形态和功能等因素，合理确定钢量，以确保结构的安全性和经济性。

一般建筑结构含钢量的影响因素及控制范围1.结构荷载：建筑结构的荷载是影响含钢量的重要因素之一、荷载包括自重荷载、活载、风荷载、地震荷载等。

结构荷载越大，需要的钢材量也就越大。

2.结构类型：不同的结构类型对含钢量的要求也有所不同。

一般来说，高层建筑、大跨度结构和地震区建筑等对含钢量的要求较高，而低层建筑和间距较小的结构对含钢量的要求相对较低。

3.安全性要求：建筑结构的抗震、稳定性等安全性要求也会影响含钢量。

在地震区域，结构需要具备一定的抗震能力，因此需要增加合理的钢材量来满足安全性要求。

4.施工技术：施工技术和工艺也会对含钢量产生影响。

例如，一些结构采用预制构件可以减少钢材使用量，而一些特殊形状的结构则需要更多的钢材进行支撑和加固。

5.材料性能：钢材的类型和性能对含钢量也有直接的影响。

高强度钢材可以在相同的条件下减少钢材用量，但同时也要考虑成本和可焊性等因素。

控制范围：在控制含钢量时，需要平衡结构的安全性、经济性和施工技术等因素。

一般来说，可以通过以下方法控制含钢量：1.合理的结构设计：在结构设计中，应根据结构类型、荷载和安全性要求等因素合理设计结构，采取适当的结构形式和剪力墙布置等措施，以减少钢材使用量。

2.优化材料选择：选择合适的材料类型和性能，比如采用高强度钢材可以在保证安全性的前提下减少钢材用量。

3.施工技术改进：通过采用先进的施工技术和工艺，如预制构件、混凝土填充钢管等，可以减少钢材用量。

4.经济性考虑：在控制含钢量时，需要综合考虑结构的经济性，避免过度设计和材料浪费，以达到经济效益最大化的目标。

总之，影响建筑结构含钢量的因素众多，需要综合考虑结构荷载、结构类型、安全性要求、施工技术和材料性能等因素，并通过合理的结构设计、材料选择和施工技术改进等手段来控制含钢量，以实现结构的安全、经济和可行性的目标。

各类建筑结构设计含钢量标准对8度，三类场地：框架一般每平米65~70公斤；框剪一般每平米70~75公斤；剪力墙一般每平米75~80公斤。

对8度，二类场地：框架一般每平米55~60公斤；框剪一般每平米60~65公斤；剪力墙一般每平米65~70公斤。

对7度，三类场地：框架一般每平米55~60公斤；框剪一般每平米60~65公斤；剪力墙一般每平米65~70公斤。

对7度，二类场地：框架一般每平米45~50公斤；框剪一般每平米50~55公斤；剪力墙一般每平米55~60公斤。

对6度，二类场地：框架一般每平米35~40公斤；框剪一般每平米40~45公斤；剪力墙一般每平米45~55公斤。

对6度，三类场地：框架一般每平米40~45公斤；框剪一般每平米45~55公斤；剪力墙一般每平米50~60公斤。

一、普通住宅建筑混凝土用量和用钢量：1、多层砌体住宅：钢筋30KG/m2砼0.3—0.33m3/m22、多层框架钢筋38—42KG/m2砼0.33—0.35m3/m23、小高层11—12层钢筋50—52KG/m2砼0.35m3/m24、高层17—18层钢筋54—60KG/m2砼0.36m3/m25、高层30层H=94米钢筋65—75KG/m2砼0.42—0.47m3/m26、高层酒店式公寓28层H=90米钢筋65—70KG/m2砼0.38—0.42m3/m27、别墅混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11—12层之间以上数据按抗震7度区规则结构设计二、普通多层住宅楼施工预算经济指标1、室外门窗（不包括单元门、防盗门）面积占建筑面积0.20—0.242、模版面积占建筑面积2.2左右3、室外抹灰面积占建筑面积0.4左右4、室内抹灰面积占建筑面积3.8三、施工功效1、一个抹灰工一天抹灰在35平米2、一个砖工一天砌红砖1000—1800块3、一个砖工一天砌空心砖800—1000块4、瓷砖15平米5、刮大白第一遍300平米/天，第二遍180平米/天，第三遍压光90平米/天四、基础数据1、混凝土重量2500KG/m32、钢筋每延米重量0.00617*d*d3、干砂子重量1500KG/m3，湿砂重量1700KG/m34、石子重量2200KG/m35、一立方米红砖525块左右（分墙厚）6、一立方米空心砖175块左右7、筛一方干净砂需1.3方普通砂。

文章编号：1009-6825（2012）32-0054-02谈如何在设计中控制地下室结构含钢量李春平（南京地下工程建筑设计院有限公司，江苏南京210029）摘要：针对目前地下室结构设计中普遍存在的“限额”设计现象，总结平时的工作实际，提出了几种可以用以控制地下室结构含钢量的方法，以使地下室结构设计更加合理、经济。

关键词：地下室，结构设计，含钢量中图分类号：TU318文献标识码：A0引言近几年房地产市场异常火爆，各个开发企业都在进行市场的扩张。

为了节约成本开发企业通常会提出一定的“含钢量”要求，有时甚至会将此类要求写入合同，俗称“限额”设计。

对此，设计人员很无奈但又不得不绞尽脑汁求得最优化的设计。

鉴于此，笔者总结了一些在设计中可以用以控制地下室结构含钢量的方法，以供大家共同研究、探讨。

1主动参与建筑方案设计以往结构设计人员通常是在建筑方案已经基本确定后才开始介入设计，很多大的方向都已经确定，加之设计周期的限制，大的调整往往已不现实，所以明知结构布置不合理也只能勉强为之，导致结构设计上的不经济。

而事实上，一个设计作品“含钢量”的多少，往往已由建筑设计所决定，结构设计师所能做的只是通过专业知识对建筑的布置合理的优化，减少结构用钢量。

要达到经济合理的含钢量，首先就要求结构工程师在建筑方案阶段就能积极介入，从全局上把握地下室的整体布局，寻求主动，协助建筑师做出建筑和结构相互协调并相得益彰的布置方案。

2结构方案设计中应控制的参数平面布置：建筑平面布置上应力求方正，尽量避免出现不规则平面，这就可以不需要或少布置抗扭构件，从而降低钢筋的使用量；控制平面长宽比，平面长宽比较大的建筑物，由于两主轴方向的整体刚度相差甚远，在水平力作用下，两向构件受力的不均匀性造成配筋不均，会增加钢筋用量。

房间（板块）分隔不要相差太大，相邻板块相差越大也会导致计算负筋增大。

柱网：柱网尺寸均匀，可以使柱、梁、板构件的受力合理，从而降低构件的用钢量。