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1、某高層住宅剪力墻結構優(yōu)化設計段雨秋（廣東省輕紡建筑設計院）摘要：近幾年，隨著我國經濟的快速發(fā)展，我國城市高層建筑也隨之快速發(fā)展，一棟棟高樓拔地而起，由此產生了一個新名詞：含鋼量。含鋼量直接影響著工程的建筑成木，成為了建設單位尤其是房地產開發(fā)商追逐的一個目標。在這些高層建筑中，剪力墻結構由于其在使用空間上所異有的各種優(yōu)越性，受到了人們的歡迎，尤其是其滿足了住宅功能的要求，更是受到了房地產開發(fā)商的青睞。剪力墻結構己成為高層住宅的主要結構形式。木文結合工程實例，僅對剪力墻結構怎樣進行優(yōu)化設計，保證結構安全的同時，達到理解的經濟效
2、果進行了總結分析,并提出了相關建議和措施。關鍵詞：剪力墻；結構設計；優(yōu)化；含鋼量1剪力墻結構特點剪力墻結構是由一系列縱向、橫向剪力墻及樓蓋所組成的空間結構，承受豎向荷載和水平荷載，是高層建筑中常用的結構形式。由于縱、橫向剪力墻在其自身平面內的剛度都很大，在水平荷載作用下，側移較小，因此這種結構抗震及抗風性能都較強,承載力要求也比較容易滿足，適rt于建造層數(shù)較多的高層建筑。根據(jù)剪力墻墻肢的長度，剪力墻結構分為普通剪力墻結構和短肢剪力墻結構?！陡咭?guī)》規(guī)定：截面厚度不大于300mm,墻肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8
3、的為短肢剪力墻結構。短肢剪力墻結構相對于剪力墻結構其抗側移剛度較小，規(guī)范規(guī)定不能釆用全部短肢剪力墻的剪力墻結構，短肢剪力墻較多時，應利用電梯、樓梯間布置筒體，形成短肢剪力墻與筒體共同抵抗水平力的剪力墻結構。對于層數(shù)較少的高層住宅，可以采用短肢剪力墻結構體系，避免剪力墻結構軸壓比太低,墻體承載力不能充分發(fā)揮，造成浪費。20層以上的建筑一般采用剪力墻結構。2工程實例2.1工程概況某小區(qū)高層住宅群，位于湖北省某地，抗震設防烈度6度，場地類別III類。項目井十棟住宅，另有一層地下室。住宅層數(shù)為23?25層。木文以1#2#住宅為例，
4、詳細介紹結構布置及優(yōu)化過程。1#2#住宅建筑面積20798.8平方米，共23層，首層及二層層高4.5米，蘇他層層高3米，一層地下室。結構在中間設置一道伸縮縫，縫寬200mm，滿足抗震要求。結構平面如下圖所示。2.2結構布置及優(yōu)化結構平面布置在滿足建筑使用要求的前提下，應盡量簡潔、規(guī)則，結構的剛心和質心一致。剪力墻應沿建筑物全高布置，各層門窗洞口應上下對齊，形成明確的連梁和墻肢，避免錯洞剪力墻和疊合錯洞剪力墻。剪力墻的墻厚和混凝上強度等級沿建筑物高度連續(xù)變化，避免剛度突變。剪力墻墻肢不宜過長，規(guī)范要求不大于8m。根據(jù)本項0建
5、筑平面特點，設計人員初步方案確定采用剪力墻結構體系，結構平面布置盡量均勻對稱，減少扭轉的影響，并在電梯及樓梯部位設置了簡體，剪力墻的墻肢厚度200mm，長度2000mm,由于首層和二層層高較高，剪力墻墻肢厚度增加為300mm。經初步計算后發(fā)現(xiàn)，結構整體偏剛，位移角較小，且含鋼量偏大，不能滿足業(yè)主要求。通過調整，取消了電梯及樓梯間周圍的簡體,布置成普通的剪力墻，其他墻肢長度也吋修改為1700mm,底部三層剪力墻混凝土強度等級C40,上部樓層均勻變化為C35、C30。采用PKPM計算后，結構剛度適中，分布均勻，周期及位移角有所
6、增加，但均在合理范圍內。結構軸壓比也略有增加，一般在0.5左右，不超過0.55。結構汁算主要參數(shù)如下：經過設計人員合理優(yōu)化平面布置后，PkPM初步計算剪力墻的配筋大多為構造配筋，蘇節(jié)點區(qū)主筋、箍筋以及墻段水平分布筋的配筋均按規(guī)范的最小配筋率配置。初步統(tǒng)計，優(yōu)化后剪力墻部分的鋼筋含量減低了近1/3。3優(yōu)化的S的-含鋼量3.1含鋼量現(xiàn)在已經成為建設方和設計人員最關心的話題和一直努力的目標。一些房地產開發(fā)商對結構的含鋼量進行了詳細的統(tǒng)計,并對結構設計提出了明確的要求。影響含鋼量的因素很多，首先是建設地的基本信息，如抗震設防烈度、
7、場地類別、基本風壓。這些是設計人員無法改變的。在這些外部因素一定的條件下，怎樣把建筑設計的即安全又經濟是設計人員要努力的工作。這個工作既包括建筑師也包括結構師。據(jù)統(tǒng)計，層高每增加10mm,含鋼量可以增加2%,拐角窗的設計使含鋼量增加1%。因此對建筑師而言，首先要盡量降低建筑層高，采用輕質的砌體材料，減輕結構的自重，由此可以降低梁柱的配筋和基礎的造價。其次，立面復雜程度也會對含鋼量奮影響，如飄窗臺的設計、轉角窗，在滿足立面效果的前提下，應盡量減少細節(jié)的設計。對結構師而言，筆者認為合理的平面布置才是關鍵。對剪力墻結構來說，墻肢
8、應均勻布置，長度不宜過長，剛度不宜過大，在滿足規(guī)范規(guī)定的樓層最大位移、位移比和剪力系數(shù)等參數(shù)的基礎上，應使計算結果盡量接近規(guī)范值。要盡量減少剪力墻的布置，以大開間剪力墻布置為最佳，有效減輕結構自重，減少基礎以致整個工程的造價。設計過程中，要充分利用現(xiàn)有軟件計算快速的優(yōu)勢，布置多種方案，分析比較計算結果，
