【摘要】通过总结设计经验，提出设计中对建筑方案、结构方案、结构设计、构件设计等方面采取的有效措施来控制工程建设成本，降低含钢量，以获得更好经济性。
【关键词】结构设计；含钢量；经济性
1.建筑结构方案优化
建筑体型的规则性是影响结构受力体系的重要因素，而结构受力体系方案的优选是结构设计经济性的前提，也是影响结构含钢量的主要因素。因此，建筑方案前期，结构师就应尽早介入，尽量让建筑方案创作时，能更多地考虑结构方案，使传力途径合理，经济，大方向把控好了，结构经济性就好控制。对高层住宅结构体系，纯剪力墙结构比框架—剪力墙结构经济。平面和立面都比较规则的建筑，其主体结构的含钢量相对较少，而不规则的建筑体型，特别是平面凹凸尺寸较大，外轮廓线变化多，转换结构及高宽比超出规范允许值的，其主体结构的含钢量相对较高，因其各项结构设计指标往往计算都较难满足，而结构计算要满足规范的各项控制指标，就要牺牲经济性，即结构的含钢量升高；两个方向布置的剪力墙尽量对齐，能形成框架、连肢墙，传力途径好，抗侧力刚度大，剪力墙数量相对可以少布，计算的各项指标满足规范下，不要预留富余量太多。
2.基础优化
一般基础部分造价占全楼土建造价的25%左右，因此，基础方案一定要进行比较，在满足上部结构承载力及变形要求的情况下，选择经济合理的基础方案，对降低整个工程造价，减少投资，缩短工期尤为重要。2.1桩基础与平板式筏板或CFG桩复合地基加筏板基础比较，当桩长较短时，采用桩基础比较经济，当桩长较长时，则采用平板式筏板或CFG桩复合地基加筏板基础造价比桩基础经济，并且工期短且可控，特别是岩石地基，其综合造价比桩基础经济很多，一般可以比桩基础减少投资20～40%。2.2梁板式筏板与平板式筏板，采用平板式筏板更经济，且平板式筏板施工方便，工期短，当平板厚度冲切承载力不满足时，可在板面增设柱墩或在板底下局部加厚，不能图省事整块筏板加厚。经比较，平板式筏板比梁板式筏板大概可以节省梁箍筋的造价，工期可以缩短一半。2.3独立柱基础2.3.1独立柱基础设计应考虑深宽修正，以减少基础平面尺寸，采用理正工具箱计算时，内力作用点位置输入要正确，当地面设有基础梁时，内力作用点位置应在基础面而不是地面。2.3.2独立柱基础高度偏小，基础配筋偏大。宜调整高度，尽量使配筋控制在构造配筋附近范围内。2.3.3基础钢筋长度，根据《规范》[1]，当基础边长≥2.5m时，底板钢筋长度取边长的0.9倍。2.3.4独基间不一定都设基础梁拉结，《规范》[2]6.1.11条有规定，不需设拉结梁时，不应设置。2.3.5独基间基础梁跨度大时，底层的自承重墙可采用毛石砼+圈梁。2.4基础梁：柱下条形基础中的基础梁及梁筏中的梁，不需要按照延性要求进行构造配筋，即梁端箍筋不需要按抗震要求加密，仅按承载力要求配筋即可。
3.地下室顶板
3.1室外种植屋面结构布置：取柱距8.1m×8.1m，覆土厚度1m，分别对大板，跨中单向设1道次梁，跨中均分单向设2道次梁，跨中设双向十字交叉梁4种结构布置进行了比较，跨中均分单向设2道次梁方案最经济，跨中单向设1道次梁次之。3.2消防车荷载应考虑覆土厚度影响，按《荷载规范》[3]附录B进行折减，程序整体计算时，还应考虑程序活荷载默认系数折减换算后再输入。
4.框架柱
4.1框架柱的轴压比接近规范限值时，其纵筋配筋偏大，建筑允许时，应调整截面尺寸，尽量使柱子纵筋由规范最小配筋率来控制；抗震等级高时，箍筋用高强度（HRB400）比用低强度（HPB300）节省钢材。4.2对于扁柱箍筋配置，程序平面输出结果是取两个方向的大者输出，此时应进入构件内力查出两个方向的抗剪力，分别按两个方向不同来配置，可以节省箍筋造价。4.3对于柱净高与截面高度之比不大于4的柱，应查出内力按规范公式计算各层剪跨比，计算出剪跨比值不大于2的柱，才需全高加密箍筋。一般仅底下几层才需全高加密箍筋，往上则不需要了。4.4柱子插筋：满足《规范》[1]8.2.3条时，不需全部纵筋伸至底板钢筋网上，仅将四角插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋满足锚固长度即可。
5.剪力墙
5.1对于高层住宅剪力墙结构，应优化剪力墙布置，布置宜双向、规则、均匀对称、控制结构扭转变形，尽量使计算位移角不要富余太多。5.2少用短肢墙，因短肢墙纵筋《规范》[4]有最小配筋率要求。5.3对于边缘构件配筋，当墙肢较长时，宜采用箍筋与拉筋相结合，既对墙肢约束好，也能节省钢筋。
6.梁
6.1梁跨度、截面取值适当，梁截面不能加高时，采用加宽梁截面，尽量避免梁端纵向钢筋配筋率＞2%，因梁端纵向钢筋配筋率＞2%时，梁箍筋直径要增大2mm，增加含钢量。6.2框架梁跨度较大时，跨中不应采用支座负筋大直径钢筋拉通，应根据其抗震等级，参照规范要求，改用小直径钢筋与支座负筋搭接。
7.楼板
7.1用HRB400钢筋，可以降低最少配筋率值，节省钢材。7.2当采用HRB400钢筋时，《规范》[5]最小配筋率允许按0.15和0.45ft/fy中较大值采用，但应考虑施工因素以及砼温度、收缩应力影响，板跨不大时，才建议采用。7.3屋面温度、收缩应力较大的现浇板板面防裂构造钢筋，用小直径钢筋与支座受力钢筋搭接，不要贪图制图省事，用受力筋双向拉通。7.4对于楼层板，可以考虑按塑性板计算配筋。7.5大外挑阳台，尽量采用挑梁结构，挑板结构很费钢筋，不经济。
8.楼层建筑线条、构造柱、圈梁
建筑线条配筋也影响楼层的含钢量，一般楼层线条、阳台反边、构造柱、圈梁、飘窗钢筋分摊到楼层也有3~5kg/㎡，对欧式建筑，占比更大。因此，应对这些构件精细设计，不要随意加大钢筋。
9.层面构架
屋面构架、机房屋面、楼梯间屋面，分摊到楼层占的含钢量不少，据统计，其含钢量差不多相当于1个标准层的含钢量，因此，应用心设计，不要随意加大钢筋。
10.计算
10.1结构模型计算中，荷载输入应准确，不要随意加大，为配筋提供准确依据，防止层层加码。10.2设计参数合理取用①当梁柱截面尺寸较大时，梁柱重叠部分，应考虑刚域影响。②考虑楼板对梁承载力的贡献，按T形梁考虑。③简支梁架立筋直径，根据跨度大小按《规范》[5]9.2.6条取用。④对较大跨度梁，当用PKPM验算挠度、裂缝超出规范时，应用其他软件（如YJK）多种途径复核，不要轻易加大钢筋。
11.结束语
工程经济性的控制，首先应从宏观上把控，从建筑方案开始介入，确定合理的建筑结构方案，房屋高度，高宽比，平面布置等尽量控制在规范允许范围内，超出规范就意味着牺牲经济性。其次微观控制表现在各种构件设计中，其所占的含钢量比例也不少，每个构件控制好了，其整体经济性也会降下来，所谓“细节决定成败”。只有理解规范，掌握规范，概念设计，精细设计，才能做出安全、经济、合理、美观的优质作品。
参考文献
[1]GB50007-2011.建筑地基基础设计规范.中国建筑工业出版社.2011
[2]GB50011-2010.建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版社.2010
[3]GB50009-2012.建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社.2012[4]JGJ3-2010.
作者：韦业雄 单位：华蓝设计（集团）有限公司
