常见小高层住宅结构体系的经济性对比浅析

陆啸

摘要：常见小高层住宅结构体系的经济性对开发商能否中标起到关键性的作用，但大多数结构设计人员对不同结构的经济性了解不够深入，在投标中往往处于被动地位。本文主要从结构中的混凝土用量、钢筋用量两项指标进行分析，更加形象的体现结构体系的经济性。

关键词：小高层住宅；结构体系；经济性对比

中图分类号：TU241.8文献标识码：A文章编号：

Pick to: common small high-rise residential structure system of the economy of the developers can play a key role, but most of the structure design personnel on the different structure economy in-depth understanding, in bidding often in a passive position. This article mainly from the structure of reinforced concrete consumption, dosage two indexes are analyzed, and the more the embodiment of the image of structural system of the economy.

Keywords: small high-rise residential; Structure system; Economic contrast

近年来，开发商对住宅结构体系的经济性越来越重视，在设计投标中往往由经济性最佳的中标。但大多数结构设计人员对不同结构的经济性了解不够深入，在项目投标过程中处于较被动的地位。通过市场和设计人员对小高层住宅结构形式的分析比较，得出混凝土用量、钢筋用量等指标是体现结构体系经济性的关键。而影响这两项指标的部位主要在于结构上部的墙、梁、板、柱等，对整个结构的经济性有重要的影响。因此本文重点对上部结构的单位混凝土含量和钢筋含量进行详细分析。

1．混凝土用量

1.1 各结构混凝土用量分析

混凝土用量主要指在不同结构体系中混凝土的单位用量。在小高层住宅结构中，主要包括矩形柱框架、矩形柱框剪、异型柱框剪、短肢剪力墙和剪力墙五种形式。其中剪力墙结构的混凝土用量最大，异型柱剪力墙和矩形柱剪力墙次之，而短肢剪力墙再次之，矩形柱框架的混凝土使用量最少。

1.2 各构件混凝土用量分析

不同结构形式的混凝土用量应从梁、柱、板和墙四个部位进行分析。在矩形柱框架结构中，楼板混凝土的用量在总量的45%左右，因此楼板的厚度选择是有效控制混凝土用量的关键。在矩形柱和异型柱框架剪力墙的结构中，墙体和梁、柱、板中混凝土的用量比较均衡，在控制结构混凝土的用量过程中，要对这四个部位进行综合的考虑。对剪力墙结构和短肢剪力墙结构进行分析，墙体所占混凝土的含量占55%左右，所以这两种结构的剪力墙混凝土含量是整个结构混凝土用量的控制关键。而且在设计中，短肢剪力墙的墙体厚度能根据工程情况进行调整，具有很大的缩减空间。

2．钢筋用量

钢筋用量和混凝土用量在同种结构的不同楼层中的含量有明显差异，本文以十二层住宅结构进行研究。针对五种结构形式，矩形柱框架以及矩形柱剪力墙结构的含钢量最少；异型柱框架剪力墙和剪力墙两者的含钢量差别较小，但对于矩形柱框架结构，钢筋含量已经有了较大的提高，接近于剪力墙的结构钢筋用量；钢筋用量最多的就是短肢墙结构，这是因为有关规范对短肢墙的严格要求所导致的。

2.1 各构件配筋量分析

为了更清楚的表达不同结构中各个构件所占钢筋的比例，本文收集了一些数据供大家参考。在矩形柱的框架结构中，不同构件的钢筋用量所占比例也不相同。例如梁的钢筋含量占总用量的40%，板中的钢筋含量只有20%，而且梁柱的钢筋含量占钢筋总量的绝大部分，已达到了75%的比重。所以，要控制矩形柱的框架结构中的钢筋含量，关键是要对梁柱的配筋进行控制，一般可用选取截面尺寸和使用高强度钢筋的方法对梁柱的钢筋进行控制。矩形柱和异型柱的框架剪力墙结构中各构件的钢筋含量比较接近，区别在于异型柱的框架剪力墙中墙柱的配筋大于矩形柱框架剪力墙，但控制这两种结构形式的用钢量的关键仍在于梁柱的配筋。

2.2 短肢墙配筋原则

短肢墙结构和剪力墙结构中，墙体的配筋量占整个结构钢筋含量的绝大部分，短肢墙结构的单元面积的含钢量高与墙体的配筋是密不可分的。根据我国高层建筑混凝土技术规程的规定：短肢墙的抗震等级要比规定的一般剪力墙抗震等级高一级才能被采用。在抗震设计中，每层短肢墙在重力荷载作用下的轴压比，对应相应的抗震等级，一、二、三级抗震应不大于0.5、0.6及0.7。对无翼缘或端柱一字形短肢墙，轴压比限值要降低0.1；设计时，短肢墙的截面纵向配筋率的底部加强部位要高于1.2%，其余部位应高于1.0%，且短肢墙截面厚度不小于200mm；针对7、8度抗震设计，短肢墙要设置翼缘，因为一字型的短肢墙不宜布置楼面梁。在抗震设计过程中，底部需要加强的部位要调整相应的剪力设计值，抗震等级为一、二时，各层的短肢墙剪力设计值应乘以相应的增大系数1.4、1.2；这些规定都体现了高规对短肢墙抗震性差的充分考虑，规定中，对截面尺寸、抗震计算和配筋构造都有了详细的部署。因此，短肢墙的单位含钢量远大于其他结构形式。而含钢量的控制是结构经济的指标关键，在短肢剪力墙和剪力墙结构中，控制含钢量的关键是要能控制墙体的配筋含量。在框架剪力墙结构中，控制含钢量的梁柱、墙体和板都要给予重视。对于矩形柱的框架结构，钢筋的用量控制关键在于梁柱的配筋。

3．材料费

不同结构中混凝土含量和钢筋用量的差异导致了所需材料费的不同。若C30混凝土的单方价格为320元，钢材单价每顿4300元，可以预算出小高层住宅不同结构形式的剪力墙、楼板、梁柱所用材料费。通过对不同结构的总造价和单位面积材料费的分析，得出矩形柱的框架结构材料费比其它结构要低，为150元每平米。矩形柱的框架剪力墙为155元每平米，相对较高一些。而异型柱的框架剪力墙和剪力墙的结构单元含钢量相差无几，但材料费却不同。这就表明，在工程设计中单以结构的含钢量来衡量方案的经济性是不科学的，混凝土的含量也是一个重要的指标。因为短肢墙结构的含钢量远高于其它结构形式，所以其材料费用也是最高的。因此，在这五种结构形式中，矩形柱框架、矩形柱框架剪力墙、异型柱框架剪力墙、剪力墙和短肢剪力墙结构，材料费是按顺序由低到高排列，其中短肢墙的结构含钢量导致了短肢墙材料费用的明显上升。

结构形式虽然不同，但任何结构形式中钢筋都占材料费的一大部分。相比较中短肢墙结构所占比例更大，而剪力墙结构中所用混凝土的材料费比其它结构形式中所占比例更加乐观。所以，含钢量的多少是控制工程经济性的关键因素，而且剪力墙结构中的混凝土含量也会对经济指标造成影响。

4．结语

通过对以上不同结构的经济性进行分析得出：各种结构体系中的混凝土用量、钢筋用量以及材料费都不相同。但无论是哪种结构形式，钢筋的含量都占材料费的绝大部分。所以在重视结构中混凝土用量的前提下，对结构中的钢筋用量进行控制是保证结构住宅经济性的关键。

参考文献

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[3]董启灏，陆延红，抗震设计常遇若干争论问题讨论，建筑结构，2006

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