略谈从砼结构方案的用钢量说起

表格 1  框架梁基本不变，柱逐渐变大方案比较一

表格 2  框架总体指标相近，柱逐渐变大，梁逐渐减小方案比较二

以上两个表格是PKPM08版（2010年）进行计算分析，用钢量采用PKPM算量软件进行相同条件下的配筋统计结果，理论上上述配筋统计结果为计算值与构造值的大者进行实际配筋的结果。从表1方案一可以看出，当柱减小到（按规范轴压比限值控制）规范容许的最小截面时，因应满足位移限值的要求，必须加大框架梁的尺寸才能满足。方案二到四，随着框架柱截面逐渐变大，结构混凝土用量逐渐变大，用钢量有所降低。从方案五可以看出，当框架柱大到一定尺寸时，结构混凝土用量、用钢量均加大，说明此时框架柱用钢量计算值已经小于构造值了。也就是说，在一定范围内增加混凝土用量可以减小用钢量。上述五个方案从是否满足规范的角度看，均为可行方案。但方案一靠加大水平构件的刚度达到整体整体指标，材料用量也最高，最难满足强柱弱梁原则，为最差方案。方案二、三虽然各项指标均满足，但位移角刚刚满足规范限值，安全储备较低。方案四与方案二、三比较，材料用量稍有增加，但安全储备更高，显然方案更优。方案五随安全储备最大，但材料用量相对不经济。上述方案对比还表明，随着结构混凝土用量的增加，用钢量在一定范围内能减少，但减少的量不太明显。但如果逐层进行统计分析，发现底部楼层用钢量差异较大，上部楼层差异较小，原因是底部楼层按计算值配筋较多，而上部楼层按构造配筋的多，根据笔者多年的对一些项目的统计，实际工程在混凝土用量增加时，用钢量节省比理论计算减小更多，原因是实际配筋时往往比计算值、构造值大。

表二仍以上述计算模型作为例子，以结构总体性能统一为对比条件，可以看出，随着柱逐渐增大，框架梁也逐渐减小，但减小的幅度越来越小，除方案六外结构整体用钢量也逐渐有所减少，但减小量也不是很明显，没有混凝土增加幅度大