柱端弯矩增大系数调整对建筑造价影响的研究*

蔡斌

(吉林建筑工程学院土木工程学院，长春130118)

0 引言

土木工程的目的是以最少的代价盖最结实的房子.柱端弯矩增大系数的提高，有利于实现强柱弱梁［1］的设计原则，所以建筑结构的可靠性提高了，但同时这也意味着房屋的造价将相应的提高.房屋的造价将会如何变化，最重点是体现在建筑结构的混凝土、钢筋、模板的用量，而其中影响造价的主要因素是房屋建筑的含钢量.本文对用钢量提高和减少的原因，以及最后新旧规范［2-3］含钢量的变化进行了分析.

1 建筑含钢量增减的原因

(1)含钢量提高的5点原因［4］:①框架结构的柱地震组合设计内力增大20 %～25 %;②四级抗震柱地震组合设计内力增大10%～20%(旧规范没有调整系数);③增加了三级抗震墙的约束边缘构件的要求;④提高了框架结构的中边柱最小总配筋率0.1 %;⑤梁所有箍筋公式中取消了1.25的系数;

(2)含钢量减少的4点原因:规范修改后并不是所有钢筋都增加，以前梁钢筋过大不安全.①考虑梁压筋的贡献，减少10%～20%左右;②考虑板对梁承载力的贡献，减少10%左右;③新的梁裂缝和挠度计算，减少裂缝10 %，挠度10 %～20 %;④扣除墙柱梁板之间的重叠自重，减少自重3 %左右.

2 框架结构含钢量的变化

以一栋7层钢筋混凝土框架结构为例(如图1所示)，抗震设防烈度为7度，抗震等级2级，二类场地.对实际结构通过工程设计软件广厦CAD计算实际用钢量，可以得到以下结论.

图1 7层框架结构

从表1中可以看出框架结构的柱地震组合设计内力增大20%，柱钢筋量增大30%左右;旧规范已考虑部分梁压筋贡献，否则梁应减少10%左右.

表1 框架结构含钢量

3 框架剪力墙结构含钢量的变化

以一栋20层钢筋混凝土框架剪力墙结构为例(如图2所示)抗震设防烈度为7度，抗震等级3级，二类场地.对实际结构通过工程设计软件广厦CAD计算实际用钢量可以得到以下结论(见表2).

图2 20层框架剪力墙结构

表2 框架剪力墙结构含钢量

4 剪力墙结构含钢量的变化

以一栋21层钢筋混凝土剪力墙结构为例(如图3所示)，抗震设防烈度为7.5度，抗震等级3级，二类场地.对实际结构通过工程设计软件广厦CAD计算实际用钢量可以得到以下结论(见表3).

图3 21层剪力墙结构

表3 剪力墙结构含钢量

从表2可以看出框架剪力墙结构在新规范柱端弯矩增大系数调整的情况下，总的用钢量不但没有增加反而减少了，说明新规范相关系数的调整达到了增加结构可靠度的同时，还降低了建筑成本的效果.

从表3可以看出剪力墙结构在新规范柱端弯矩增大系数调整的情况下，总的用钢量增加了2.5%左右，说明新规范相关系数的调整达到了增加结构可靠度的同时，还降低了建筑成本的效果.用钢量增加介于框架结构和框架剪力墙结构之间.

5 结论

(1)柱端弯矩增大系数的调整对框架结构造价影响最大，框架剪力墙结构造价影响最小，剪力墙结构介于二者之间;

(2)新规范中柱端弯矩增大系数的相应调整达到了增大建筑结构可靠度，基本上没有增加建筑结构建设成本的目的.

［1］袁贤讯，易伟建.钢筋混凝土框架“强柱弱梁”及轴压比限制的概率分析［J］.重庆建筑大学学报，2000，22(3):64-68.

［2］GB50011—2010建筑抗震设计规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

［3］龚思礼.建筑抗震设计［M］.北京:中国建筑工业出版社，1994:78-80.

［4］沈在康.混凝土结构设计新规范应用讲评［M］.北京:中国建筑工业出版社，1988:24-28.