摘要：本文主要讨论高层剪力墙结构的经济性，提出设计中节省钢筋的措施。
关键词：高层剪力墙结构；含钢量；含墙率
随着我国房地产市场的快速发展，高层住宅在地产开发的比重越来越大，如何在保证结构安全的前提下控制建筑成本，满足开发商对建筑含钢量的要求是当下设计必须面对的一个问题。本文针对上述问题，对高层剪力墙结构在结构方案设计、施工图设计过程中应如何控制钢筋含量做了一定的分析。
1、剪力墙结构布置
从高层剪力墙结构钢筋含量分布来看，剪力墙的钢筋含量占整体结构含钢量的40%以上，是钢筋含量中的重中之重，需要特别重视，现针对高层住宅剪力墙结构布置做以下分析：
（1）剪力墙布置宜简单，数量尽量少，即做大长片的剪力墙，且剪力墙轴压比尽量接近规范限值，如下图所示，左侧布置为减少梁的跨度采用多肢短墙的布置，而右边采用大墙片，少墙肢的布置，充分利用梁的承载能力，计算结果证明，右侧布置含钢量明显低于左侧，主要原因是因为在左右两侧剪力墙数量相当的情况下，右侧剪力墙边缘构件面积明显少于左侧，而根据试算，相同面积的构造边缘构件的钢筋含量是墙身钢筋含量的2倍。
（2）剪力墙布置时应充分考虑楼板的承载能力，尽量布置少量的墙满足竖向承载力及侧向刚度要求即可，其余复杂功能及要求通过楼板的来处理，比如下图中的卫生间通过折板来处理，甲方要求的门上不能有梁均可达到开发商的要求。
从上述剪力墙的布置来看，剪力墙的布置多种多样，那么最终确定确定剪力墙墙肢数量合理性的数据就是剪力墙的含墙率（标准层剪力墙面积/标准层建筑面积），一般6度区含墙率在4.5~5.5%左右。
2、剪力墙配筋的统一规定
（1）根据《高规》7.2.14和7.2.15条要求针对剪力墙轴压比过小对延性要求可以适当降低的情况提出的剪力墙约束边缘构件设置条件，以二三级剪力墙为例，轴压比小于0.3时，可以只设置构造边缘构件，轴压比大于0.3而小于0.4时设置约束边缘构件，其中约束边缘构件配箍特征值可取0.12，暗柱和翼墙（端柱）lc（约束边缘构件沿墙肢长度）分别取0.15hw和0.1hw。
（2）在剪力墙约束边缘构件配筋设计过程中考虑剪力墙水平分布筋的作用，用于节省钢筋，现根据试算（对约束边缘构件箍筋确实可以节省10%~20%的钢筋），设计过程中还需根据墙厚及具体项目剪力墙的情况（比如翼墙长度不同时，计算出来的考虑水平筋的时候并不会比不考虑水平筋的时候省，原因就是水平筋占总箍筋量少，且采用上述做法也最后计算的箍筋配箍率并不是刚好满足要求，考虑水平筋时水平筋长度局部加长等）。具体设计时可以根据自制EXCEL表格把箍筋细分，比如说可以细分为墙身筋层箍筋、墙身筋层拉钩、附加箍筋层箍筋（L型有两个方向的箍筋）、附加箍筋层拉钩，计算时可以分别指定箍筋直径，这样可以让按上述100间距的箍筋计算结果尽量接近设计限制，进而达到节省的目的。
3、关于地下室范围内主楼剪力墙配筋的做法规定
现在工程项目一般的做法是地下一层按约束边缘构件设计（即考虑塑性铰出现在一层时为保证塑性铰的延性设置），地下二层及以下按规范要求抗震等级可逐层降低一级（一般剪力墙结构三级，降低一级就变成四级），但不应低于四级。但是从工程设计规范的角度来说，其实地下一层是没必要设置约束边缘构件的，原因分析如下：
（1）《高规》7.1.4规定剪力墙底部加强部位的范围应从地下室顶板开始算，当结构计算嵌固端位于地下一层底板或以下时，底部加强部位应延伸到计算嵌固端；
（2）《高规》12.2.1-4地下室顶板作为嵌固端的条件中就有一条：地下室与上部对应的剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不应小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的截面面积。
综上规范规定可以得出以下结论：①当嵌固端位于地下室顶板时，只需要满足《高规》12.2.1-4条中的规定，即地下一层剪力墙设置构造边缘构件，只需要地上一层相应位置剪力墙边缘构件纵筋向下延伸一层即可，箍筋采用满足底部加强部位构造边缘构件的要求即可。
②当嵌固端位于地下一层时，底部加强部位应延伸至地下一层，即地下一层范围剪力墙按规范规定需要设置约束边缘构件，地下一层以下只需要按地下一层约束边缘构件的纵筋延伸，箍筋按满足底部加强部位构造边缘构件的要求即可。
4、梁板配筋的统一规定
（1）高层住宅梁配筋总体原则
①除特别重要的部位（如转换梁、大跨度梁、悬挑梁等）钢筋可放大外，梁钢筋不宜人为放大，尤其在支座位置，并应大小直径搭配，以更符合实际配筋量；
注：大跨度梁（塔楼梁跨不小于5m，地下室梁跨不小于8m），其底筋放大 1.05~1.1倍；
框支梁计算结果非构造钢筋时，跨中钢筋放大 1.2 倍；
悬挑梁长度与梁高的比值小于4且梁跨小于2.5m时，梁顶钢筋放大系数1.1；
悬挑梁长度与梁高的比值大于4且梁跨大于等于2.5m时，梁顶钢筋放大系数1.2.
②高层标准层梁配筋合并原则：大部分梁配筋相差不超 10%即可归并，不限定层数，实际工程中梁的配筋基本上是下小、中间大、上小的规律，所以也可以根据不同项目的不同规律统一同一项目的楼层归并原则，然后统一按这一原则配筋；
（2）对户型中跨度小于3.0m的100mm厚砌体隔墙下可不做梁，采用楼板中考虑隔墙荷载及墙下附加钢筋的形式考虑。
5、结论
从上述分析可以得出以下结论：
（1）由于剪力墙配筋占整个房子的配筋量较大，如何让剪力墙的数量及配筋降低到合理的范围是整个房子含钢量高低的保证，所以结构设计方案应该多试算、多比较，做到剪力墙刚度、轴压比尽量接近规范限值，做到物尽其用；
（2）施工图阶段设计为保证含钢量应做到精细化、反复研究细部构造做法进行设计，比如上述轴压比不同时规范对边缘构件的不同规定应反映到图纸中，对含钢量影响较大的构造做法应仔细研究，做到安全经济适用。
论文作者:陈招平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/7
标签：剪力墙论文; 构件论文; 钢筋论文; 边缘论文; 结构论文; 地下论文; 地下室论文; 《基层建设》2019年第15期论文;