高强钢筋应用分析1005

高强钢筋在实际工程计算中的应用对比分析

为了获得高强钢筋在实际工程应用中，相对于采用普通钢筋对于计算指标以及工程材料用量的影响，本章选取了目前正在施工的一个超高层框筒结构和一个高层框架结构来分别进行对比分析，两个结构模型均分别采用普通钢筋（梁、板、柱、墙均采用HRB335钢筋）和采用高强钢筋（梁、板、柱、墙均采用HRB500钢筋）来进行计算。对比模型均采用相同的计算参数和混凝土强度等级，仅构件主筋钢筋强度不同。

一、混凝土结构主要采用PKPM中的SATWE（空间有限元分析设计）模块来进行分析，两种结构形式计算结果如下列图表所示：

（一）三层框架结构对比分析结果：

表2.钢筋强度分布表

表3主要结果参数对比

表4.框架结构侧移刚度比比及地震剪力调整系数表

表5.楼层抗剪承载力、承载力比值及簿弱层调整系数表

图1.地震作用下楼层位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图2.地震作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图3.风荷载作用下楼层最大位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图4.风荷载作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

结论:对于同一结构，分别采用不同强度的钢筋，结构的主要参数，譬如刚重比，周期比，剪重比以及位移比、位移角等均无较大差异，而对于各楼层抗剪承载力，则有6～7%的提高。对比结果说明，采用高强度钢筋，对于主体结构的刚度提高程度并不明显，而对于各楼层的抗剪承载力，有小幅度的提高。高强钢筋对主体结构的贡献，主要体现在对构件或一层的承载能力的提高，对整体结构的刚度提高可忽略。

（二）六层框架结构对比分析结果：

表1.总信息表

表2.钢筋强度分布表

表3.主要结果参数对比

表4.框架结构侧移刚度比

表5.楼层抗剪承载力、承载力比值及簿弱层调整系数表

表6.结构整体抗倾覆验算结果表

图1.地震作用下楼层位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图2.地震作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图3.风荷载作用下楼层最大位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图4.风荷载作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图5.规定水平力作用下楼层位移比对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图6.规定水平力作用下楼层层间位移比对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）（三）超高层框筒结构对比分析结果：

表1.总信息表

表2.钢筋强度分布表

表5.楼层抗剪承载力、承载力比值表

图1.地震作用下楼层位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图2.地震作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图3.风荷载作用下楼层最大位移对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图4.风荷载作用下楼层层间位移角对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图5.规定水平力作用下楼层位移比对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

图6.规定水平力作用下楼层层间位移比对比曲线图（---代表335结构，—代表500结构）

二、采用PKPM的STA T-S（工程量统计）软件对两种结构的建材用量做对比分析，计算结果如下表所示：

三、对比分析结论概述

在钢筋混凝土结构工程设计当中，构件的配筋量要受到构件内力、材料应力、裂缝控制和挠度变形要求等诸多因素的影响。根据模型计算结果及材料用量对比结果，由于钢筋在钢筋混凝土结构中的含量相对不高，对于整体结构的刚度贡献不大，所以相较而言采用高强钢筋对整体结构的位移比、刚重比、周期比等重要参数的影响不大。而对于含钢量的降低效果则较为显著，下降幅度（两者差值/采用HRB335钢筋的原结构）达到15~16%，可以说采用高强钢筋所产生的经济效益较为显著。