楊平安 吳柳霖

（1.成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計有限公司重慶分公司 重慶 401121 2.重慶蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147）

多層房屋剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架結(jié)構(gòu)的方案比較
——以重慶某多層別墅為例

楊平安1吳柳霖2

（1.成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計有限公司重慶分公司 重慶 401121 2.重慶蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147）

本文以重慶某多層別墅為例，前期方案采用異形柱框架結(jié)構(gòu)，后經(jīng)討論也可采用剪力墻結(jié)構(gòu)，于是分別采用剪力墻結(jié)構(gòu)和異形柱框架結(jié)構(gòu)，通過分析得到各自的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料用量，經(jīng)過對比分析，得到剪力墻結(jié)構(gòu)在安全和經(jīng)濟(jì)性方面都優(yōu)于異形柱框架結(jié)構(gòu)。

異形柱；剪力墻；短肢剪力墻

工程概況

重慶某別墅，地上三層加屋面小構(gòu)架。二層建筑平面圖如圖1所示。

圖1 二層建筑平面圖

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）附錄A，場地設(shè)計地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g；據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）判定擬建工程為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，屬丙類；抗震地段為不利地段。

1 結(jié)構(gòu)體系比較

該工程為別墅項目，可以選取框架結(jié)構(gòu)，由于矩形柱會在房間里面凸出來，占用房間面積并且會影響視覺。也可以選取剪力墻結(jié)構(gòu)，但不宜選用長墻肢，長墻肢會影響功能布局。

1.1 剪力墻結(jié)構(gòu)

截面長邊、短邊（厚度）大于4時，宜按墻的要求進(jìn)行設(shè)計。剪力墻結(jié)構(gòu)布置如圖2所示。大多數(shù)墻肢按規(guī)范最低要求取值，長邊取900mm，翼墻長600mm，個別帶端柱。由于本工程為多層，可以不遵守《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》[1]（7.1.8）、（7.2.2）等關(guān)于短肢剪力墻的要求。

圖2 剪力墻結(jié)構(gòu)二層結(jié)構(gòu)平面布置圖

剪力墻結(jié)構(gòu)計算得出的控制參數(shù)如表1所示。混凝土用量，C30：189.24m3；全樓鋼筋用量：26956.2kg。

表1 剪力墻結(jié)構(gòu)分析得出參數(shù)表

1.2 異形柱框架結(jié)構(gòu)

截面幾何形狀為L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱[2]。異形柱框架結(jié)構(gòu)布置如圖3所示。異形柱框架結(jié)構(gòu)計算得出的控制參數(shù)如表2所示。由于異形柱框架結(jié)構(gòu)多數(shù)異形柱節(jié)點核心區(qū)受剪承載力不足，底部三層異形柱混凝土強(qiáng)度等級用到C50。混凝土用量，C30：131.81m3，C50：31.66m3。全樓鋼筋用量：29087.5kg。

圖3 異形柱結(jié)構(gòu)二層結(jié)構(gòu)平面布置圖

表2 異形柱框架結(jié)構(gòu)分析得出參數(shù)表

1.3 方案比對

建筑結(jié)構(gòu)，首先要滿足安全要求，其次再追求經(jīng)濟(jì)性。下面從這兩個方面對以上這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較：

1.3.1 結(jié)構(gòu)安全性比較

分析表1與表2，剪力墻結(jié)構(gòu)的周期比小于異形柱結(jié)構(gòu)，說明剪力墻結(jié)構(gòu)承載布置比異形柱框架結(jié)構(gòu)更為合理；剪力墻結(jié)構(gòu)最大層間位移角小于異形柱結(jié)構(gòu)，說明剪力墻結(jié)構(gòu)剛度更好；剪力墻結(jié)構(gòu)最大層間位移比小于異形柱框架結(jié)構(gòu)，說明剪力墻結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)小于異形柱框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架結(jié)構(gòu)的剪重比接近，均滿足最小剪重比要求；剪力墻結(jié)構(gòu)與異形柱框架結(jié)構(gòu)層間受剪承載力均符合要求；剪力墻結(jié)構(gòu)的剛重比大于異形柱框架結(jié)構(gòu)，說明剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)于異形柱框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載或地震作用下整體抗失穩(wěn)能力比異形柱框架結(jié)構(gòu)墻。經(jīng)過各參數(shù)比較，可以得出結(jié)論：多層房屋，剪力墻結(jié)構(gòu)安全性能高于異形柱結(jié)構(gòu)。

1.3.2 結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性比較

重慶市混凝土、填充墻、鋼筋的綜合單價大致如表3所示。

表3 重慶市部分材料綜合單價表

剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土用量189.24m3，異形柱結(jié)構(gòu)混凝土用量131.81m3+31.66m3=163.47m3，則異形柱結(jié)構(gòu)的填充墻比剪力墻結(jié)構(gòu)多189.24m3-163.47m3=25.77m3，則異形柱結(jié)構(gòu)所需費(fèi)用減去剪力墻結(jié)構(gòu)的費(fèi)用為：（131.81×460+31.66×515+25.77×450+29.09×5660）-（189.24×460+26.96×5660）=13539.4元。從經(jīng)濟(jì)性來說，剪力墻結(jié)構(gòu)比異形柱框架結(jié)構(gòu)省。

2 結(jié)束語

通過以上分析，可以得出結(jié)論：多層房屋，剪力墻結(jié)構(gòu)比異形柱框架結(jié)構(gòu)更為安全、經(jīng)濟(jì)。對于個別部位，由于剪力墻墻肢較異形柱長，不得不采用異形柱，該結(jié)構(gòu)可以采用異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)。對于多層房屋，本文可以對方案的選取提供依據(jù)。

[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2010.

[2]《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ149-2006）[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2006.

TU375.4

A

1004-7344（2016）08-0317-02

2015-12-10

楊平安（1984-），男，中級工程師，碩士，主要從事建筑工程設(shè)計工作。

吳柳霖（1983-），女，中級工程師，碩士，主要從事巖土工程勘察與設(shè)計工作。