鋼筋混凝土梁的最經濟配筋率分析

鄭國梁

[摘要]：通常認為鋼筋混凝土梁的經濟配筋率為0.6%~1.5%，本文通過一個實例，探究了此范圍內的最經濟配筋率，同時研究了鋼筋和混凝土的價格比對經濟配筋率的影響。

[關鍵詞]：混凝土梁；最經濟配筋率；價格比

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

0引言

近年來，在工程項目的設計過程中，越來越注重經濟性指標，對于鋼筋混凝土梁，相同的受力狀態，一般梁截面變大，鋼筋的用量可以減少，反之梁截面變小，鋼筋用量則增多。通常配筋率控制在0.6%~1.5%之間，都是比較經濟的。本文通過一個實例，探究了在此范圍內的最經濟配筋率，同時研究了鋼筋和混凝土的價格比對經濟配筋率的影響。

1算例

某混凝土簡支梁，跨度6m，線荷載30kN/m，截面寬度取200mm，截面高度按經驗取值應為跨度的1/10~1/15，即400mm~600mm，為便于分析研究（不考慮施工模數的影響），筆者從400高開始，以10mm為級差，分別計算了每種截面下混凝土梁的配筋及配筋率，同時參考江蘇省工程造價信息網上公布的建材指導價，假定混凝土的價格為400元/m3,鋼材的價格為3500元/t，計算了該梁的混凝土造價、鋼筋造價及綜合造價，結果見表一及表二。

表一400mm~500mm范圍內計算結果

截面高度(mm) 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500

底筋面積(mm2) 1428 1361 1303 1251 1204 1162 1124 1089 1056 1026 998

配筋率(%) 1.79% 1.66% 1.55% 1.45% 1.37% 1.29% 1.22% 1.16% 1.10% 1.05% 1.00%

砼造價(元) 192.0 196.8 201.6 206.4 211.2 216.0 220.8 225.6 230.4 235.2 240.0

鋼筋造價(元) 233.9 222.9 213.4 204.9 197.2 190.3 184.1 178.4 173.0 168.1 163.5

綜合造價(元) 425.9 419.7 415.0 411.3 408.4 406.3 404.9 404.0 403.4 403.3 403.5

表二510mm~600mm范圍內計算結果

截面高度(mm) 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600

底筋面積(mm2) 971 947 924 902 881 862 843 826 809 793

配筋率

(%) 0.95% 0.91% 0.87% 0.84% 0.80% 0.77% 0.74% 0.71% 0.69% 0.66%

砼造價(元) 244.8 249.6 254.4 259.2 264.0 268.8 273.6 278.4 283.2 288.0

鋼筋造價(元) 159.0 155.1 151.4 147.7 144.3 141.2 138.1 135.3 132.5 129.9

綜合造價(元) 403.8 404.7 405.8 406.9 408.3 410.0 411.7 413.7 415.7 417.9

以上配筋結果是根據理正結構設計軟件計算的，由表中可見，隨著配筋率的變化，砼的造價和鋼筋的造價成反比，但在配筋率為1.05%時，本混凝土梁的綜合造價是最低的，下圖一為配筋率與綜合造價的關系曲線，能更直觀的看到界限拐點。

圖一配筋率與綜合造價關系曲線

2價格比對最經濟配筋率的影響

以上算例，對混凝土和鋼材的價格進行了一個假定，但實際工程項目中，這兩種重要建材的價格往往會有很大的波動，筆者在上例的基礎上，采用不同的價格比，即以每立方混凝土的價格PC為基準，每噸鋼材的價格PS為其倍數，進一步對該混凝土梁的最經濟配筋率進行了研究，見下圖二。從圖中可看出，隨著鋼材價格的升高，最經濟配筋率值也相應減少，說明最經濟配筋率不是固定的，它與鋼材與混凝土的價格比有很大關系。

圖二 價格比與最經濟配筋率的關系

3結語

通常情況下，梁的經濟配筋率在0.6%~1.5%之間，本文研究發現混凝土梁的綜合造價不僅與混凝土和鋼筋的用量有關，而且與鋼材和混凝土的價格比有關，當前的建材價格體系下，1.05%左右為最經濟的配筋率，但考慮到市場價格的波動，隨著鋼材價格的走高，最經濟配筋率值也會相應減少。

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