剪力墙结构住宅的优化设计建议_1

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1、剪力墙结构住宅的优化设计建议　　摘要：结合顺义新城0701-013地块住宅项目，以结构设计规范为准绳，总结归纳了剪力墙结构住宅在墙体布置、墙厚、钢筋配置、混凝土强度等级选择等方面的优化设计一般方法，希望能对结构设计人员提供参考。　　关键词：剪力墙结构优化设计墙体布置限额设计　　钢筋混凝土现浇剪力墙结构以其抗震性能好、墙体布置灵活、开间内无梁等优点，是多高层住宅最普遍采用的结构形式。我国城镇化建设过程中，对住宅需求量大，研究并推广剪力墙结构的优化设计可节约大量建设成本。现在很多开发商为了控制结构经济指标，尽量排除导致离散型的自然因素和建筑方案因素，对建筑分类采取

2、限额设计的方式。如表1即为国内某大型房地产开发商对8度抗震设防区剪力墙结构住宅钢筋的限额设计指标。通过顺义新城0701-013地块住宅项目在结构方案确定及审图过程中发现的问题，结合多年学习、研究、积累，总结出几点关于剪力墙结构住宅优化设计的经验，供广大结构设计人员参考。　　顺义新城0701-013地块住宅项目为三栋各自独立的住宅楼1#、2#、3#楼，地下一层，地上分别为11层、10层、15层，层高均为米。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度，设计基本地震分组第一组，建筑抗震设防类别为丙类。建设方要求地上部分按钢筋45kg/m2进行限额设计。　　为控制剪力墙轴压

3、比，高层建筑底部采用较高强度等级混凝土，向上强度等级逐渐降低，顶部一般强度等级降至C30。剪力墙混凝土强度等级宜控制不超过C40，因为高强度混凝土不易养护。一般情况下，不要因为位移不够采用超过C40的墙体混凝土，更不要因为连梁不够而采用超过C40的混凝土，C60混凝土的弹性模量只比C40提高10%左右，对减小整体位移的贡献有限。　　楼板和梁采用同一强度等级混凝土，地下室梁板因耐久性要求应采用C30混凝土，地上各层梁板采用C30或C25混凝土。住宅建筑一般板块较小，楼板多为构造配筋，采用更高强度等级混凝土不但容易开裂，且会增加楼板的最小配筋率，造成浪费。　　地下

4、室外墙一般长度较大且对混凝土强度的要求不高，一般采用C30混凝土即可，采用高等级混凝土因养护不到位更容易开裂。　　剪力墙结构住宅因为本身结构体系的特点，刚度一般均能满足规范的要求，甚至通常在低烈度区，反应整体刚度的楼层位移角可远小于规范限值要求。在这种情况下，墙体厚度不应取太厚，一般满足规范最小值要求即可，如在抗震设防烈度8度区，底部加强部位墙厚200mm，底部加强部位以上160mm，一般均可满足要求。　　墙体厚度取的过厚不但浪费了材料、占用了宝贵的有效使用面积，而且可能使建筑变得更不安全了。这是因为过厚的墙体导致建筑刚度变的更大、建筑自重变的更大，从而吸收更

5、多的地震力影响结构安全；另外，增加的自重也会提高基础的造价，甚或使基础方案由便宜的天然地基变成费用更高的复合地基或桩基础。　　剪力墙墙体钢筋均应采用强度等级HRB400及以上高强度钢筋以降低用钢量。从现浇剪力墙结构在历次震害中表现来看，并未见由墙体少筋而产生的破坏报告，墙体钢筋均不需要增配来提高建筑的安全度，墙体暗柱钢筋和分布钢筋只要满足计算及构造最低要求即可。相反，墙体暗柱过多的配筋可能会给混凝土的浇筑带来困难，影响浇筑质量；梁钢筋与大量暗柱钢筋相互冲突，增加施工难度进而影响施工质量。　　在进行结构计算时，有时会出现暗柱超筋现象，此时采用增加墙体竖向配筋率的

6、方式可能会消除超筋。但墙体竖向分布筋离截面中和轴较近，对缓解墙体抗弯超筋效率较低，即增加了整面墙的竖向配筋率但效果有限，所以尽量采用调整墙体布置的方法而不是采用这种方法消除超筋。　　本项目在审图工程中发现了一些不优化、不合理的梁配筋情况，如图三所示情况为1#楼中梁配筋一典型案例。　　图3中KL15为一两跨梁，两端支座为梁，中间支座为墙。两端支座为铰接，中间支座为剪力墙，但梁在剪力墙平面外，此梁应判定为一连续的次梁，而非框架梁。次梁箍筋可采用直径可采用更小的φ6，且无需配置加密区。次梁纵筋采用非抗震锚固长度，上铁锚固长度+15d，下铁锚固长度12d，两端支座仅1

7、60mm宽，经计算直径超过φ12纵筋均不能满足锚固长度要求。遂上铁钢筋采用φ12架立筋，在中间支座处与支座负筋搭接，下铁钢筋采用3φ12。此梁经修改后配筋如图4所示，既满足了支座锚固长度等构造要求，又节省了钢筋。　　影响剪力墙结构住宅经济指标的因素有很多，包括抗震设防烈度、当地风压、地质情况等自然因素，建筑高度、高宽比、立面、平面布局、开间大小、层高、面层厚度等建筑方案因素，还有就是结构设计人员设计水平和责任心的因素。这些因素导致最终的结构经济指标有一定的离散型。但结构人员必须精心设计，尽可能达到现有条件下的最优化。顺义新城0701-013地块住宅项目建设方根

8、据本项目特点，提出地上部分45kg/m