1、浅析钢筋混凝土框架结构的优化设计摘要:论文从某钢筋混凝土框架结构厂房三种不同方向的次梁布置、对钢筋和混凝土两种材料的用量统计进行分析比较、得出一种最经济的次梁布置方式。但随着楼面荷载的变化，最经济的次梁布置方式也发生改变。同时对新材料的应用在筋混凝土框架结中的优化也进行了探讨。 关键词:次梁布置；楼面荷载；新材料 ；优化 中图分类号： TU37 文献标识码： A 0 前言 传统的框架结构设计(包括现在的一些结构计算软件)主要是在规范的基础上进行的一种结构分析,其大致过程是先假设构件截面,进行分析校核,然后再调整所选截面,再进行校核的重复过程。大多数情况下框架结构设计只注重了安全,而没有从经济的
2、角度去考虑,这样对一些大型结构就会造成比较大的浪费。 框架结构是我们在工作中经常使用的一种结构形式，近年来建筑设计市场竞争激烈，工程造价已成为开发商衡量设计院设计质量的一个重要指标。这样在结构安全合理的前提下降低工程造价，优化结构设计方案就显得尤为重要。 1 结构平面布置 1.1 框架柱网的确定 框架结构的柱网一般是由建筑功能的需求决定的。结构师通过建筑所提的资料，选取一个比较合适可行的柱网尺寸，经过建筑师结构师的反复探讨，最后确定既能满足建筑功能要求，又能满足结构安全需要的经济合理柱网。 选取竖向荷载传至柱的传荷路径最短的结构布置形式。框架柱、框架梁的布置应选取在上下各层墙体基本对齐的轴线上
3、，以使绝大部分墙体荷载直接经框架梁传至框架柱；次梁的布置应使墙体荷载及楼、屋面恒活荷载传至框架梁的传力路线最短，这样使用强度梁的数量最少。 1.2 次梁布置方案的选取 下面以一工程实例进行对比分析，本工程位于江苏省常州市横林镇某电子厂房，五层钢筋混凝土框架，具体主要设计参数如下： 设计楼面荷载为 4.0KN/m2;混凝土设计等级为 C30;梁板柱均采用HRB400；柱截面大小 600x600mm;柱网尺寸 8000x9000mm 1.2.1 十字形布置次梁 框架梁截面：长方向 250x750mm，短方向 250x700mm，次梁截面均为250x650mm，板厚 120mm 结构布置如下图： 工
4、程量统计表 1.2.2 一字形长方向布置次梁 框架梁截面：长方向 250x750mm，短方向 300x800mm，次梁截面均为250x700mm，板厚 120mm 结构布置如下图： 工程量统计表 1.2.3 一字形短方向布置次梁 框架梁截面：长方向 300x800mm，短方向 250x750mm，次梁截面均为250x650mm，板厚 120mm 结构布置如下图： 工程量统计表 通过方案 1） 、2） 、3）的工程量统计表对比可知：方案 2）的混凝土用量比方案 1）减少了 3.1%比方案 3）减少了 1.2%；方案 2)的钢筋用量比方案 1）减少了 2.3%，比方案 3）减少了 1.4%。 综上
5、所述，方案 2）较方案 1）和方案 3）降低了造价，并且降低了模板的费用，但是增加了建筑的有效净高，在对建筑的净高要求不是很严格的情况下，用方案 2）更有利于降低工程造价，满足建筑工程的使用要求。 当楼面设计荷载为 6.0 KN/m2 时，底层柱截面改为 700x700mm，其它条件不变： 十字形布置次梁的工程量统计如下： 一字形布置次梁的工程量统计如下：（板厚 130mm） 当楼面荷载较大时，十字行布置的次梁钢筋用量较一字形反而减少了 1.98%，混凝土用量仅仅增加了 0.29%，综合整体的经济性，此时十字形布置的次梁造价更低一些。 2 应用国家推荐的新技术、新材料 随着科学技术的发展，国内
6、外技术的交流，用于工程建设的新技术、新材料不断出现并应用于工程实践，如高强度高性能混凝土、高强度钢材、轻质墙体材料等，工程技术人员应及时收集这方面的资料及工程应用情况，从工程经济的角度分析其应用条件，以使得工程设计经济合理。由于工程综合效益的需要设计宽扁梁时，宽扁梁的受力纵筋选用HRB400 钢筋较为合理，一方面降低了配筋率，另一方面使得纵筋配筋排数最少，梁的有效高度增大。对于地面以下或处于潮湿工作环境中的梁，由于梁的裂缝宽度控制较严，梁的受力纵筋选用 HRB400 钢筋有时就不经济了。 轻质墙体材料较普通墙体材料单方价格要高，但工程中如果墙体较多，柱网跨度较大，地基承载力又低，采用轻质墙体材
7、料是最适合的了，这些都要具体分析选取。 3 结语 当楼面荷载不是很大（一般小于等于 5.0KN/m2）时，一字形较十字形次梁布置更经济一些；当楼面较大（一般大于 5.0KN/m2）时，十字形较一字形次梁布置更经济。 结构方案的布置是影响结构造价的关键，通过优化结构方案既能降低结构造价，又能有效的满足建筑功能要求，而结构的方案布置需要用概念的思维去探索结构的最优布置，用先进的计算机程序来验证我们的这些想法。 参考文献 1 王珺 徐勤. 钢筋混凝土框架结构优化设计探讨J .工程与建设 ,2010,24(6): 724-726 2 张文禄. 钢筋混凝土房屋设计结构分析若干问题探讨J. 工程与建设 ,2008,22(6): 740-742 3 GB50011-2010，建筑抗震设计规范S. 4 GB50010-2010，混凝土设计规范S. 5 徐俊民.钢筋混凝土框架结构设计应注意的问题.建设科技S,2008,(13) 6 王金刚 浅谈框架结构中水平分体系的优化设计 PKPM 新天地，2012(5),36-37 作者简介：赵跃平、男、1981.11 、工程师、常州市规划设计院、
