钢筋混凝土梁板的经济设计计算法

季成标南通职业大学建筑工程系，江苏南通 226007

钢筋混凝土梁板的经济设计计算法

季成标南通职业大学建筑工程系，江苏南通 226007

随着美国等国家继续实行宽松的货币救市政策以刺激经济的复苏和发展，国际货币开始了新一轮的贬值，中国的输入性通货膨胀非常明显。就建筑市场而言，建筑市场的建筑材料和人工工资的价格飞速上涨给建筑工业带来了新的挑战。笔者试图就目前最常用的钢筋混凝土结构的设计这一角度来研究如何节省工程成本以降低工程造价。

钢筋混凝土；梁板；经济设计计算法

随着美国等国家继续实行宽松的货币救市政策以刺激经济的复苏和发展，国际货币开始了新一轮的贬值。在经济全球化的今天，中国的输入性通货膨胀非常明显。就建筑市场而言，建筑市场的建筑材料和人工工资的价格飞速上涨，建筑造价水涨船高。以南通地区为例，普通螺纹钢的价格由今年4月份的3 300元/t涨到目前的4 600元/t，商品混凝土的价格由今年4月份的270元/立方涨到现在的370元/立方，标准砖由今年4月份的0.33元/块涨到现在的0.45元/块等等。建筑成本上升给建筑工业带来了新的挑战。笔者试图就从目前最常用的钢筋混凝土结构的设计这一角度来研究如何如何从技术角度降低工程造价以节省工程成本降低工程造价。

经过仔细推敲、分析研究，笔者发现在钢筋混凝土结构中占比最大的是钢筋混凝土梁板，有效降低梁板的造价，对工程整体造价的降低具有重要意义。由于梁和板的设计计算方法比较类似，笔者以钢筋混凝土柱下条形基础梁的设计为例运用数学方法来分析如何降低工程造价。

目前弹性地基上柱下条形基础梁的设计，一般是先根据结构构造选择断面、钢筋、砼的级别，然后根据计算的内力来进行配筋设计。但是，这种计算方法存在一定盲目性，有时出现配筋超出适筋范围而不得不重新计算，并且算出的结果也不是最经济的。

经过实践和思考，笔者发现，在确保安全的前提下，保证配筋率在适筋范围内的一种经济设计法，此方法简便易行，现阐述如下。

例如，要使梁最经济，则单位延长米的梁造价应最低，即要满足：

式中，Q为单位位延长米的梁造价（元/m）；

根据梁的断面有：Q=Qcbh+ρQybh0-Qcρbh0（2）

式中，Qc为单方砼预算价（元/m3）；

Qy为单方钢筋预算价（元/m3）；

b，h为基础梁的宽度、高度（m）；

As，h0为基础梁的纵向受力钢筋面积(m2)，梁的有效高度（m）。

考虑到钢筋的体积和砼互相抵消，其误差很小，因此（2）式可以写成：

根据钢筋混泥土设计原理有：

式中：fcm为抗弯强度设计值（kpa）

fy为钢筋抗拉强 度设计值（kpa）

M为梁在上部荷载和地基反力作用下截面的控制弯距(kn·m）

把（6）、（7）代入（3）得：

则（8）式变为：

要使Q=Q 成立

对（9）求导得

令Q’=0

得c=2（c）

把（a）、（b）代入（e）得：

设钢筋现行预算价为Qy =35880元/m3（Ⅱ级），砼现行预算价为Qc=370元/m3；fy=300×103kpa，fcm=11×103kpa（C20）

根据式（6）得：

这样，在上部荷载作用下，梁的高度h、h0、As都得到有效解答，且都在适当的数值范围内，而且这样的结果造价最经济，即满足（1）式：Q=Qmin。

基础所用的钢筋和混凝土，单位预算价格根据当时实际情况选用，则γ值将发生改变，对某地方某一段时间里，γ值应该是几个特定的常量，如果根据（11）式算出这些常量，将大大地方便我们的计算。

这种设计计算方法可以推广到任意梁的设计，只要先估算一

下梁的断面，以便预估一下梁的自重引起的内力，计算要通过试算法，在目前的条件下，如果利用计算机编程，这一问题可轻松解决。这一设计计算方法可把γ值有目的地控制在最为经济、最为安全的范围内，使设计更加高效、安全、经济、合理。这种经济设计思路同样也可以推广到混凝土板的设计中去，相应的设计计算公式稍作变化，相信通过这样的努力，应该能够在保证结构安全的前提下，节省造价，更好地为国家的建筑事业服务。

TU375

A

1674-6708（2010）33-0216-02