地產開發項目結構含鋼量的控制與設計

□胡 楊

一、項目概況

本項目位于四川省閬中市，抗震設防烈度為6 度，地質條件簡單，地下水水位較低。根據建筑方案，本項目負一層為地下室，地下室范圍內有三棟塔樓，塔樓均為臨街兩層商業+24 層住宅。本工程三棟塔樓建筑功能與布局均相似，故本文僅對其中一棟塔樓的結構設計進行論述(典型剖面示意如圖1 所示)。

圖1 典型剖面示意圖

二、結構方案

在已有建筑方案情況下，如何選擇一個最合理最經濟的結構方案是成本控制的第一步，也是含鋼量控制的基礎。

(一)結構體系選擇。選擇合理的結構體系是結構成本控制與含鋼量控制的重中之重。根據建筑方案，主樓地上兩層為大空間、大柱距商業，商業以上為24 層為純住宅。故地上部分結構體系選擇框支剪力墻結構。地下室純車庫范圍為框架結構。

(二)嵌固端選擇。根據《高規》10.2.6 條“當轉換層設置在三層及三層以上時其框支柱、剪力墻底部加強部位宜按本規程表3.9.3 和表3.9.4 的規定提高一級采用”，如本工程選擇基頂為嵌固端則轉換層層數為地下一層加地上兩層，需按本條款執行，鋼筋使用量會明顯提高;如選擇地下室頂板作為嵌固端，轉換層則為兩層，不需要按此條款提高抗震等級，但需要滿足嵌固端的樓板厚度及剛度要求。綜合兩種方案，結合本項目實際情況，選擇地下室頂板作為嵌固端為更經濟方案。

(三)基礎方案。基礎設計必須將規范、地勘報告以及當地實際情況三者綜合考慮，缺一不可。根據地勘資料，持力層為中密卵石層，深度約在基底以下9 ～12 米，經分析計算最終確定主樓范圍基礎內為純板式樁伐，車庫范圍內框架柱基礎為多樁承臺，其余部分采用止水板連接，樁采用高強度預應力管樁。主樓的樁伐基礎為基礎含鋼量控制的重點，伐板選擇太薄，會造成因計算要求配置的鋼筋太多;選擇太厚又會造成大范圍構造區域配置的鋼筋過多、混凝土的使用量過多和基坑開挖時土方的增加，因而需要對不同伐板厚度進行試算最終確定經濟合理的厚度。管樁的數量應在滿足承載力要求的情況下盡量減少數量，同樣需要多次計算才能做到。

三、結構布置

結構布置的合理性是考驗結構設計人員能力的重要指標。在已有建筑平面圖的情況下，不僅要做到合理布置各結構構件的位置使其滿足規范結構計算的各種要求，且尚應和其他專業積極溝通，使住宅部分的剪力墻、商業部分的框支柱以及部分落地剪力墻布置不影響建筑使用功能，這需要對結構模型進行多次復算與調整，最終確定滿足要求的、最經濟的結構布置方式。

四、施工圖設計

結構方案與結構布置是從宏觀上來控制含鋼量，而進入施工圖階段則是從微觀著手，宏觀微觀缺一不可。在施工圖設計階段，需要設計人員深入理解規范條款及條文說明，結合工程實際情況作出判斷，合理選擇控制范圍。本工程在荷載取用合理的情況下，舉例列出幾條合理控制含鋼量的方法。

(一)梁鋼筋。部分垮度較大的次梁，可考慮不采用上部兩根鋼筋通長的配筋方式，改為采用跨中搭接的方式。如本工程車庫區域荷載較大，次梁負筋的角筋較大，粱跨中上部筋可采用搭接方法，有效降低鋼筋使用量(此方法可通過PKPM 參數設置)。值得一提的是，如梁跨度較小，考慮到兩端搭接的長度及鋼筋過多截斷的損耗，盲目采用此方法也許會得不償失，設計人員應根據具體情況選擇性使用。

(二)現澆板鋼筋。本工程住宅部分荷載及板跨較小，大部分板厚為100mm 局部120mm。在樓板鋼筋采用HPB400的情況下，根據《砼規》9.1.6 條“鋼筋直徑不宜小于8”的要求，設置鋼筋級配理應從8 開始，出圖后的板底鋼筋大多為8@200，但經復查，大范圍樓板配筋小于此結果。分析原因，規范此條主要是防止實際施工過程中鋼筋綁扎完畢后的成型質量不易保證以及澆筑混凝土前施工人員來回踩踏容易變形等情況。但考慮實際多為現澆板上部鋼筋容易發生以上情況，而下部鋼筋成型較好，故可對照樓板實際計算的配筋結果將現澆板下部底筋直徑選用6，這樣大部分板底配筋可更改為6@140。此配筋結果較8@200 小，滿足計算及構造要求，且較密的鋼筋間距對混凝土表面收縮裂紋的形成也有更好的控制效果。

設計人員應根據實際情況合理選擇此方法的適用范圍，如地下室頂板相鄰樓層、轉換層相關范圍內樓層及屋面等本應加強的區域，則不應采用此方法。最后，設計人員尚應綜合考慮當地地方性條文規定及其他政策性要求，作出是否采用本方法的合理選擇。

(三)剪力墻鋼筋。《高規》7.2.15 條規定，體積配箍率“可計入箍筋、拉筋以及符合構造要求的水平分部筋，計入的水平分鋼筋的體積配箍率不應大于總體積配箍率的30%”。實際設計過程中，考慮到計算方便和節省時間，不少設計人員并未將水平分部筋的體積計入箍筋體積配箍率中，造成了不必要的浪費。本次結構設計考慮計入，達到了滿足規范要求又不造成浪費的目的。

以上僅以梁、板、墻為例，在整個設計過程中還有許多諸如此類問題，根據規范合理進行設計、合理調整計算軟件參數設置，可有效降低鋼筋的使用量，對降低整個工程造價起著重要的作用。

五、結語

此項目施工圖已于2014年交付開發商，目前已接近竣工，最終經計算，本工程含鋼量成功控制在開發商要求的范圍內。含鋼量的控制不僅僅針對結構設計某一階段，它需要以合理的選擇結構方案作為基礎，并在施工圖設計過程中，讀懂規范、注重細節、仔細推敲，才能最終達到降低含鋼量的目的。