论建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义

论建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义

夏磊

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摘要：随着近些年来经济不断的增长，我国的建筑事业也有了一定程度的发展。建筑建设的规模越来越大，对于建设的要求的精度也越来越高，在建筑结构的设计过程之中，对于用钢量的节约，也一直是相应技术人员不断研究的问题。本文针对建筑结构设计之中节约用钢量的方法进行了一定的分析，并且剖析了其意义，供有关部门进行参考和改进。

关键词：建筑结构 节约用钢 结构优化

引言

由于近些年来建筑建设的规模越来越大，建设过程之中所涉及到的资金数额也越来越高，这也使得建筑行业已经成为了暴利行业。越来越多的人加入到建筑行业之中，这也使得市场竞争十分激烈。所以近年来对于建筑结构设计的改善和更新就变得尤为重要，如果能够在建筑结构设计之中，就能够对钢材的用量进行一定的节省，那么就可以大大降低建筑建设过程之中所消耗的资金。这样就直接提升了建筑在市场上的竞争力，可以帮助企业在众多竞争者激烈的竞争之中立足。所以对于建筑结构设计之中，节约用钢量的方法，也是当下很多建筑企业在不断进行研究的问题。

1.建筑结构设计中影响用钢量因素

1.1建筑平面设计

在建筑结构的设计过程之中，对于用钢量的影响，最为重要的就是建筑结构的整体架构。因为建筑的骨架就是用钢材搭建的。建筑的平面设计也就是建筑的横切面设计，对于用钢量的影响有非常重要的意义。在平面设计之中，影响用钢量的有两项主要的因素。

首先就是平面设计的单位结构长度。如果建筑物较长，在设计的过程之中也没有设置永久缝隙，那么对于建筑整体的稳定性就是一项重要的考验。考虑到温度所带来的混凝土体积变化，以及建筑结构的位移，则就需要更多的钢材对建筑进行支撑。另外一个方面就是要考虑平面的长宽比，如果建筑平面的长宽比较高，就会使得两个主轴方向的动力相差比较大，如果气候条件较为恶劣，比如风力较大，两侧构件如果不均匀，则会使得建筑整体的刚性较差。在用钢量上与普通建筑相比，则自然要更多。在建筑平面设计中一定要注意单位结构长度适宜，建筑平面长宽比要合适，否则会影响到建筑设计的整体质量。

1.2建筑垂直设计

在建筑的垂直设计上，对于用钢量的影响，最为主要的因素就是建筑的楼层高度以及层数。总体的变化趋势是，建筑整体的高度越高，在垂直方向上所使用的用钢量则越多，需要支撑建筑的稳定性。另外在垂直方向上对支撑柱的设计需要考虑两个方面的因素，同样的面积，如果使用的支撑柱越少，则对每个支撑柱的用钢量需要更高，如果使用的支撑柱较多，对于单个支撑柱的用钢量可以降低，但是总体的用钢量也会呈上升趋势，所以在两者之间需要一定程度的均衡。并且还要考虑到建筑的使用类型，业主对于户型本身的诉求以及前期发包方的设计要求问题。建筑垂直设计需要考虑的方面比较多，对于工程整体的质量影响也比较大，一定要慎重。

1.3建筑所在环境条件

建筑所在的环境条件在宏观上基本决定了建筑结构设计过程之中的主体标准。由于我国幅员辽阔，各个地区的气候情况十分复杂，针对于建设地区的具体情况，需要进行具体的分析。例如在地震频繁的地区，对建筑结构进行设计的过程之中，就需要考虑到增加建筑整体的内力，提高建筑的抗震性，这就会使得建筑建设的用钢量在一定程度上提升。还有在北方地区进行建筑建设时，需要考虑建筑的御寒保暖问题，则需要增加墙壁的厚度，所以也需要同步增加用钢量。还有针对一些特殊的地质情况，则需要在原本地基标准的基础之上加深，这些都会影响钢材的用量。

2.建筑结构设计节约用钢量方法

2.1平面形状更新设计

在平面形状的更新设计上，如果想要节约用钢量，则可以根据长期的设计经验进行改良。一般平面设计较为规则和对称的建筑比平面设计复杂的建筑用钢量更少，平面设计每层结构相同或者相近的建筑比每一层结构差异性较大的建筑用钢量更少。所以从这一个方面也可以看出，对于建筑的设计用钢量低，不代表建筑整体的稳定性差，防震性差。需要考虑到建筑建设整体的科学架构问题。所以在对平面设计的过程之中，相应的设计人员以及设计团队需要在满足业主需求的基础上，尽可能保证整体的规则设计。

2.2立面结构更新设计

在对立面结构的设计上，要尽可能实现上下的统一。但是当下很多建筑在前期设计要求的过程之中，都需要注重艺术性，所以当下建筑结构上下不统一的情况非常常见。这个时候在立面设计时，就需要尽可能注意上下结构变化的递进性，这样就可以减少用钢量，而利用设计模型之中本身的稳定性对建筑结构进行加固。

在对建筑结构的设计过程之中，可以灵活运用相应的设计模型。例如可以利用BIM系统对建筑结构进行数据化的模拟。这样可以更好的了解出建筑设计过程之中存在的问题，并且也可以对平面结构和立面结构进行更加简单便捷的更新。对于建筑设计用钢量的减少有非常重要的促进作用。而且BIM技术在垂直结构的设计上，有着更为显著的作用，能够帮助设计者更加直观的了解建筑整体的架构，也能够让业主更清晰的了解到建筑设计的进度。

2.3注重用钢种类

其实在对建筑建设之中，用钢量的控制上，除了从建筑结构设计入手，还需要结合建筑整体的设计，对于用钢的种类进行更加科学合理的选择。当下市场上常用的钢材主要有三种，其中三级钢筋强度较小，质量小，韧性较强，但是价格较高。其他两级钢筋的价格较为实惠，但是在建设的过程之中，需要更多的用量来维持建筑整体的稳定性。可以结合建筑结构进行合理的运用，选择最为合适的钢筋组合，降低用钢量以及整体的成本。

3.建筑结构设计节约用钢量意义

3.1提升建筑质量

对于用钢量的减少，好像在表面上会降低建筑整体的质量，或者是降低建筑的规模。但其实如果是在设计上进行改良，则可以在用钢量减少的基础之上，提升建筑整体结构的科学性和合理性，也就间接提升了建筑建设的质量。因而建筑结构设计节约用钢量，也可以提升建筑的质量，有的时候也会降低建筑建设的周期，一举多得。由于当下钢材市场上鱼龙混杂，钢材的质量良莠不齐，在采购的过程之中，相应的采购人员也需要注意对钢材的质量进行区分。

3.2提升建筑市场竞争力

当下大型建筑建设的过程之中，涉及到的资金数额十分庞大，而其中相当一部分资金都是应用到了建筑建设原材料的购买之中。所以如果能从源头解决问题，直接在建筑结构设计的过程之中，降低对于钢材的用量，则可以在较大程度上降低建筑建设整体的成本。同一个建筑项目在招标的过程之中，价格更低的承包方则会有更高的竞争优势，所以对于建筑用钢量的节省，可以提升建筑整体的市场竞争力，帮助建筑企业在众多的竞争者之中脱颖而出，不断向前发展。

结语

综上所述，我国的建筑行业虽然已经有了一定程度的发展，但是当下在建筑结构用钢量的节约上仍旧存在着非常多的空间。可以在总体架构的改良上，平面形状以及柱状布局的更新设计上，以及对于钢材种类的选择上对建筑结构设计进行一定程度的改良。这对于建筑本身的质量以及建筑在市场上的综合竞争力，都有着非常重要的意义。我国建筑结构的改善和更新，还需要相应学者和技术人员不断的研究和努力，推动我国建筑行业的发展。

参考文献：

[1]张春霞.建筑结构设计中节约用钢量的方法探讨[J].江西建材,2020(07):69-70.

[2]谭新城.建筑结构设计中节约用钢量的探讨[J].建筑技术开发,2018,45(16):152-153.

[3]谭杰钊.论建筑结构设计中节约用钢量的方法及其意义[J].建材与装饰,2018(20):135.