剪力墙结构住宅的优化设计建议VIP免费

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1前言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。2项目概况顺义新城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2.8米。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度0.2g，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。3墙体布置的优化住宅建筑方案拿到结构工程师手中时，墙体未区分承重墙和填充墙，如何布置承重剪力墙是结构工程师面临的第一个课题。笔者通过大量工程设计实践发现，一般多高层住宅剪力墙配筋绝大部分均由抗震构造配筋控制。所以，使剪力墙的布置能规避规范的较大构造配筋要求成为优化的一个关键点。通过熟练掌握《抗震设计规范GB50011-2010》《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》中关于剪力墙结构的有关规定，我们找到那些使墙体构造配筋增大的相关要求，然后再看看能不能找到路径合理合规的避开这些要求。3.1尽量避免框支剪力墙《抗震设计规范GB50011-2010》第6.4.3条规定：“一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋的最小配筋率均不应小于0.25%”“部分框支抗震墙结构的落地抗震墙底部加强部位，竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%”，对于200厚墙体来说，若满足0.25%的配筋率，竖向和横向配筋φ8@200即可，若满足0.30%的配筋率，需配置φ8@150或φ10@200，配筋量增大了33%或56%，另外，根据《抗震设计规范GB50011-2010》表6.1.2之规定，部分框支抗震墙结构底部加强部位抗震等级均普遍比未设框支的抗震墙结构提高一级，框支抗震墙力的调整增加可能使计算配筋超过构造配筋成为配筋控制因素。还有框支梁的配筋及板钢筋等一系列构造要求均会使结构造价大量增加，在高设防烈度地区尤其如此。顺义新城0701-013地块住宅项目1#、2#、3#楼地下室分别为自行车库、储藏间、设备用房，与地上住宅房间分割肯定会有差异。剪力墙布置时与建筑、设备专业协调配合，使剪力墙体全部能落地，最终三栋楼均未出现梁托墙的框支结构，为进一步优化设计打下良好基础。3.2减少约束边缘构件数量住宅剪力墙墙体分布筋通常按构造配置很小直径（一般直径不超过φ10）即可满足要求，而剪力墙两端的边缘构件的纵筋和箍筋按构造或计算要求均需配置较大直径或较密间距才能满足要求，所以剪力墙边缘构件配筋量占比剪力墙所有钢筋显得很突出，如何能减小边缘构件的配筋量呢？按规范规定，约束边缘构件的配筋范围和配筋率要求都比构造边缘构件高出不少，例如三级抗震等级时，约束边缘构件竖向配筋率1.0%，并不少于6φ14，构造边缘构件底部加强部位竖向钢筋最小量为0.6%，并不少于6φ12。构造边缘构件配筋比约束边缘构件配筋减少40%以上。《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第7.2.14条规定“一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于表7.2.14的规定值时，应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件”。反之，如果剪力墙底层墙肢底截面的轴压比小于表7.2.14的规定值，则在底部加强区的墙体可不设约束边缘构件，而代之以配筋更少的构造边缘构件。如何使墙肢轴压比小于表7.2.14的规定值的规定值呢？由轴压比计算公式μN=N/fcA，可知三种减小...