杜艷

【摘要】本文通過(guò)創(chuàng)新的“結(jié)構(gòu)桿系最佳組合”設(shè)計(jì)理論。對(duì)一個(gè)二級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)暗柱配筋工程實(shí)例，采用兩種方法作比對(duì)，發(fā)現(xiàn)兩種配筋方法的含鋼量是有一定差別，從而啟發(fā)我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，深入研究規(guī)范和相關(guān)圖集，便可達(dá)到既能滿足建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)要求，又能節(jié)約造價(jià)，為國(guó)家節(jié)省基本建設(shè)中的建筑工程投資。

【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)；約束邊緣構(gòu)件；構(gòu)造邊緣構(gòu)件；結(jié)構(gòu)桿系最佳組合

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，又要確保農(nóng)村十八億畝耕地，城鄉(xiāng)建設(shè)高層住宅必然越來(lái)越多，在高層住宅工程所選建筑工程結(jié)構(gòu)方案時(shí)，首推選用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)時(shí)，也對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)體系比較熟悉。筆者在工程設(shè)計(jì)中經(jīng)過(guò)不斷地對(duì)規(guī)范及圖集的研究，用“結(jié)構(gòu)桿系最佳組合”設(shè)計(jì)理論，有了一些新的認(rèn)識(shí)和理解?，F(xiàn)在以筆者設(shè)計(jì)的一個(gè)抗震等級(jí)是二級(jí)剪力墻的結(jié)構(gòu)工程實(shí)例，來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)剪力墻暗柱配筋時(shí)一些可節(jié)省鋼材的方法，行文于世，共同行探究。

1. 約束邊緣構(gòu)件

1.1 在設(shè)計(jì)選用約束邊緣構(gòu)件的情況下，當(dāng)剪力墻暗柱在底部加強(qiáng)區(qū)，就是要配約束邊緣構(gòu)件的暗柱，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010版）第7.2.15條對(duì)約束暗柱的箍筋和縱筋做了如下規(guī)定：二級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)的配箍特征值等于0.12（在墻肢軸壓比不大于0.4的情況下）；縱筋配筋率二級(jí)時(shí)不應(yīng)小于1.0%，并不應(yīng)少于616的鋼筋；因此要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員配筋時(shí)首先必須滿足規(guī)范規(guī)定的箍筋和縱筋的配筋率要求，然后再考慮在約束暗柱里怎樣合理布局縱筋和箍筋才能最大限度的達(dá)到節(jié)約鋼材的目的：筆者在某工程混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，同一部位用的墻體約束邊緣有如下表中兩種配筋方法，詳見圖1 A、圖1B。

圖11.2 以上兩種方法的配筋都可剛剛滿足規(guī)范要求，筆者用了“結(jié)構(gòu)桿系最佳組合”設(shè)計(jì)手法就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩種方法的含鋼量是不同：第一種方法見圖1A的縱筋配筋率為1.22%，（規(guī)范規(guī)定的縱筋配筋率不小于1.0%）箍筋體積配箍率為0.68%（滿足規(guī)范規(guī)定的不小于0.64%），第二種方法見圖1B 的縱筋配筋率為1.00%，箍筋體積配箍率為0.64%，經(jīng)過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，雖然第二種配筋方法（圖1B）的縱筋根數(shù)比第一種方法（圖1A）配筋的縱筋根數(shù)多了兩根，箍筋肢數(shù)也比第一種方法的多了一肢，但通過(guò)調(diào)節(jié)縱筋直徑和間距，總體算下來(lái)含鋼量卻比第一種方法少了許多。這就是因?yàn)橥瑫r(shí)考慮了鋼筋的直徑和肢數(shù)的最佳組合，從而最大限度的節(jié)約了鋼材用量。

2. 構(gòu)造邊緣構(gòu)件

2.1 設(shè)計(jì)選用構(gòu)造邊緣構(gòu)件的情況下，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010版）對(duì)二級(jí)剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件有如下規(guī)定：縱筋配筋率不小于0.006Ac，且不小于612；箍筋最小直徑是8，沿豎向最大間距是200。同一部位的墻體構(gòu)造邊緣構(gòu)件，也有下表中兩種做法，詳見圖2 A、圖2B。

圖2 2.2 通過(guò)以上兩種方法的比較我們不難發(fā)現(xiàn)雖然兩種方法的縱筋配筋是相同的，但是第一種方法的箍筋含量明顯少于第二種，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不僅要準(zhǔn)確無(wú)誤的理解規(guī)范，還要結(jié)合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工圖集《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖 平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》（11G101-1）來(lái)設(shè)計(jì)，筆者多年結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，特別是在指導(dǎo)新升工程師的教學(xué)里，不斷要求學(xué)生們除了努力熟悉國(guó)家有關(guān)結(jié)構(gòu)技術(shù)，深刻理解規(guī)程規(guī)范外還結(jié)合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集深入研究其中奧妙。該圖集中關(guān)于剪力墻施工方法可以看出，剪力墻的墻體水平筋是延伸到墻體端部相應(yīng)的暗柱中的，這就告訴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只要構(gòu)造邊緣暗柱的一端和墻體相連，那就可以考慮用墻體中的水平筋來(lái)替代構(gòu)造暗柱中的箍筋，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就可以選擇第一種配筋方法。

3. 結(jié)論

（1）在恩師王潤(rùn)昌教授精心培育下，筆者通過(guò)工程實(shí)例，運(yùn)用“結(jié)構(gòu)桿系最佳組合”設(shè)計(jì)理論。對(duì)比上述兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

選用告訴我們，在工程設(shè)計(jì)時(shí)我們不僅要認(rèn)真研究規(guī)范，而且還要透徹理解相關(guān)的圖集構(gòu)造做法，才能不斷使自己經(jīng)驗(yàn)沉積，知識(shí)更新，創(chuàng)造新的設(shè)計(jì)理，為建筑工程減輕自重，減少投資，創(chuàng)新更好更多的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品。

（2）本文論述的兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，大多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員比較容易忽略的小構(gòu)件，但對(duì)十三億人口的中國(guó)來(lái)說(shuō)，城鎮(zhèn)化建設(shè)方興未艾，結(jié)構(gòu)工程所用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件量大，所以，筆者在設(shè)計(jì)教學(xué)的點(diǎn)滴，呈現(xiàn)給同行，更望拋磚引玉，不吝賜教耳。