剪力墙结构的优化设计

剪力墙结构的优化设计

剪力墙结构在满足计算结果前提下，如何进行结构整体优化，使其降低工程造价。

标签 剪力墙；短肢剪力墙；刚度；阵型；周期

1、引言

一般的高层住宅多为剪力墙结构，本人通过几年实际工作发现，采用相同的建筑平面方案，不同的结构墙体布置对其工程造价影响很大。本人曾参加过某小区的设计投标，建设单位要求设计院进行初步计算并报出每平方米的用钢量。该小区有18层及10层住宅，抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类。我院给出的含钢量为47kg/m2， 而参加投标的另两家给出的含钢量为46kg/m2 及55kg/m2。经查看另两家设计院的图纸，墙体布置是造成结果相差悬殊的主要原因。

现实中有很多地产商要求设计单位为其节省工程投资，要求含钢量不得超过多少等等。作为一名结构设计工作者，如何满足甲方要求，同时又能执行好国家各项设计规范，使得结构设计经济合理，是值得我们用心去思考的。

2、结构概念设计

《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）规定：高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置墙体（一般剪力墙），形成短肢剪力墙与墙体（一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构。抗震设计时，筒体和一般墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。

设计中应使结构竖向和水平向都具有合理的刚度及承载力，尽可能将剪力墙的墙肢截面高度（至少保证一肢）做的比8倍墙厚稍大，符合一般剪力墙要求。剪力墙尽可能设计成“L”、“T”形有利于剪力墙结构的稳定性，同时能够形成较好的侧向刚度。根据工程经验，对于“L”形、“T”形剪力墙，当一个方向的墙符合一般墙要求时，另一个方向的墙肢不宜过短，较小的墙肢常常会出现较大的配筋，一般宜控制在0.8m左右，尽量使墙端暗柱配筋接近构造配筋。参见图l。

3、设计计算原则

剪力墙结构设计时，应根据规范要求综合考虑结构是否合理，比如说剪力墙结构刚度不宜过大，应以规范规定的楼层最小剪力系数为基准，使计算结果接近规范限值（不小于限值），同时要使楼层层间最大位移与层高之比满足规范比值。其次，考虑剪力墙底部加强区的轴压比是否满足规范要求，剪力墙连梁是否超限等。要控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期TI之比，A級高度的剪力墙结构不应大于0.9；在考虑偶然偏心影响的地震作用下，