翁澤松，焦 柯

（廣東省建筑設(shè)計研究院 廣州510010）

0 前言

近年來，由于房地產(chǎn)市場競爭激烈，開發(fā)商對設(shè)計單位提出了越來越嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)性要求、越來越高的質(zhì)量要求以及越來越快的出圖速度要求。這就要求設(shè)計單位在較短的設(shè)計周期內(nèi)，在保證設(shè)計質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的前提下進(jìn)行限額設(shè)計。據(jù)統(tǒng)計，在住宅建筑中，結(jié)構(gòu)成本一般占到建造成本的40%～60%，是房地產(chǎn)項(xiàng)目成本控制的關(guān)鍵。有些開發(fā)商甚至將對結(jié)構(gòu)的限額指標(biāo)寫入合同中，作為考核設(shè)計水平和成本控制績效的主要指標(biāo)之一。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)與時俱進(jìn)，以創(chuàng)新精神進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需求。

剪力墻結(jié)構(gòu)是高層住宅廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式。本文結(jié)合廣東省近年來的習(xí)慣做法及實(shí)際工程優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，主要對高層住宅剪力墻布置優(yōu)化和構(gòu)件設(shè)計優(yōu)化等進(jìn)行梳理和總結(jié)，供進(jìn)行剪力墻優(yōu)化設(shè)計時參考。

1 剪力墻布置優(yōu)化

剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度很大程度取決于剪力墻的布置方式，確定剪力墻的布置原則是剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的第一步，剪力墻布置的優(yōu)劣直接影響到整個結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本節(jié)通過案例分析，提出了剪力墻布置的幾點(diǎn)原則：合理選取結(jié)構(gòu)剛度，墻肢對齊布置，強(qiáng)周邊、弱中部布置，避免使用短肢剪力墻，優(yōu)先采用帶翼緣墻等。

1.1 剛度的合理選取

結(jié)構(gòu)剛度是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要重點(diǎn)解決的問題之一，也是進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的主要方向［1］。結(jié)構(gòu)的層間位移角是衡量結(jié)構(gòu)剛度及變形能力的重要指標(biāo)［2］。因此，可以通過控制結(jié)構(gòu)層間位移角指標(biāo)，來判斷剪力墻的布置，如剪力墻的數(shù)量、長度或厚度等是否合理。剪力墻結(jié)構(gòu)的層間位移角限值，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（廣東省標(biāo)準(zhǔn)）：DBJ 15-92-2013》［3］為1∕800，國家標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：JGJ 3-2010》［4］為1∕1 000，工程設(shè)計時要盡可能接近這一數(shù)值，如果計算結(jié)果與限值相差太多，說明剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大，或剪力墻布置數(shù)量過密，或剪力墻過長、過厚。

某“品”字形高層住宅地下1 層，地上32 層，地面以上總建筑高度為97.5 m，其中首層層高4.5 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0 m。本工程按7度抗震設(shè)計，場地類別為Ⅱ類，基本風(fēng)壓0.30 kN∕m2，地面粗糙度為B類［5］。

該結(jié)構(gòu)由地震作用起控制作用，因此通過調(diào)整剪力墻的數(shù)量、長度、厚度或局部結(jié)構(gòu)布置（見圖1），使在多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下結(jié)構(gòu)的最大層間位移角分別接近1∕800，1∕1 000，1∕1 300，1∕1 600的限值要求，各方案材料用量統(tǒng)計如表1所示。

圖1 某高層住宅結(jié)構(gòu)不同層間位移角限值下平面布置Fig.1 Layout of a High-rise Residential Structure with Different Floor Displacement Angle Limits

表1 不同層間位移角限值下材料用量統(tǒng)計Tab.1 Statistical of Material Usage Under Different Displacement Angle Limits

由表1可知，結(jié)構(gòu)剛度越大，剪力墻的混凝土用量和鋼筋用量均越大；其中層間位移角按1∕800 限值控制的混凝土用量最少，層間位移角按1∕1 300 限值控制的鋼筋用量最少。比較混凝土與鋼筋材料總成本，可以看出層間位移角限值越大結(jié)構(gòu)越經(jīng)濟(jì)。因此，若執(zhí)行文獻(xiàn)［3］，則層間位移角接近1∕800限值時材料用量最省；若執(zhí)行文獻(xiàn)［4］，則層間位移角接近1∕1 000限值時材料用量最省。

1.2 墻肢對齊布置，避免錯位

作為高層建筑結(jié)構(gòu)主要的抗側(cè)移構(gòu)件，進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)盡量避免剪力墻錯位布置。同一方向的墻肢宜均勻?qū)R布置形成聯(lián)肢剪力墻，從而發(fā)揮墻肢間的聯(lián)動效用［6］，即使墻肢間可以協(xié)同工作又能使結(jié)構(gòu)獲得更大的側(cè)向剛度。

某高層住宅結(jié)構(gòu)平面Y向存在4片墻肢錯位布置的情況（見圖2a 中框起部分）。稍微調(diào)整此2 處墻肢的位置，使其形成2 道對齊的剪力墻（見圖2b）。經(jīng)計算對比，對齊布置的剪力墻結(jié)構(gòu)，其Y 向側(cè)向剛度比原結(jié)構(gòu)布置增加了11%。因此，墻肢對齊布置對提高結(jié)構(gòu)的整體側(cè)向剛度很有幫助。

圖2 某高層住宅標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面布置Fig.2 Layout of a Standard High-rise Residential Standard Floor Structure

1.3 強(qiáng)周邊、弱中部布置，減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

剪力墻結(jié)構(gòu)在滿足承受豎向荷載和結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的需求外，還應(yīng)具有一定的抗扭剛度，以確保結(jié)構(gòu)在地震作用下不至于產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，可適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊剪力墻，必要時可將房間窗臺設(shè)置成高（連）梁予以加強(qiáng)，盡量使結(jié)構(gòu)平面形心、質(zhì)量中心與結(jié)構(gòu)剛度中心“三心”重合，從而充分發(fā)揮剪力墻的抗扭作用。

圖3 高層住宅結(jié)構(gòu)剪力墻兩種結(jié)構(gòu)布置方案Fig.3 Two Structural Layout Schemes of High-rise Residential Structure Shear Wall

圖3 為某高層住宅結(jié)構(gòu)剪力墻優(yōu)化前和優(yōu)化后的2 種布置方案，其中方案1 的長墻肢主要集中在結(jié)構(gòu)的平面中部位置，四周的墻肢相對較短；方案2的剪力墻沿X、Y 兩方向均勻布置，且角部的剪力墻墻肢長度適當(dāng)加大。在多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下，2 種方案的計算結(jié)果指標(biāo)如表2所示。

表2 計算結(jié)果對比Tab.2 Comparison of Calculation Results

計算結(jié)果表明，2種方案Y 向?qū)娱g位移角相近，抗側(cè)移剛度比較接近，但方案2 的扭轉(zhuǎn)位移比相對方案1減小了10%，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)相對較小?？梢?，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊的剪力墻，適當(dāng)減小中部位置的剪力墻，能使結(jié)構(gòu)獲得較大的抗扭剛度。

1.4 避免使用短肢剪力墻

由于短肢剪力墻的延性較差，必須加強(qiáng)其抗震構(gòu)造措施，與一般剪力墻相比，軸壓比限制更嚴(yán)，且需全截面配置豎向鋼筋，特別是非底部加強(qiáng)部位，配筋率要比一般剪力墻高很多，用鋼量相對較高。郭曉梅等人［7］選取已建的某12層住宅戶型，采用6種常見的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對比。經(jīng)計算，一般剪力墻結(jié)構(gòu)的鋼筋含量為36.3 kg∕m2（墻厚160 mm）和37.7 kg∕m2（墻厚200 mm），而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的鋼筋含量為45.6 kg∕m2，在所有結(jié)構(gòu)形式中含鋼量最高，筆者認(rèn)為與規(guī)范的嚴(yán)要求有關(guān)。其他文獻(xiàn)［8］統(tǒng)計的結(jié)果也表明短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的鋼筋用量相對偏高：①江門市某大廈，地上31 層，7層以上為住宅，6層以下為商業(yè)，鋼筋用量為72.7 kg∕m2；②廣州某花園，地上26 層住宅，高79 m，鋼筋用量61.73 kg∕m2。因此，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，高層住宅結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免使用短肢剪力墻。

1.5 優(yōu)先采用帶翼緣墻，少用一字墻

L 型、T 型和槽形等剪力墻因設(shè)置了約束作用的有效翼墻，對提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度及確保墻肢的穩(wěn)定性作用明顯。試驗(yàn)表明：有翼墻的墻肢（長翼墻或有效翼墻等）與無翼墻的一字形墻肢相比，不僅穩(wěn)定性有明顯的改善，而且其極限承載力約提高40%，故結(jié)構(gòu)設(shè)計時宜優(yōu)先采用。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，L 形、T 形和槽形等剪力墻的翼墻長度應(yīng)設(shè)計成有效翼墻，一般可控制在0.6～1.0 m，使邊緣構(gòu)件接近構(gòu)造配筋為宜。

本節(jié)討論了剪力墻的布置原則，按這種思路進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，可優(yōu)化剪力墻的布置。應(yīng)該說，以上方法既相互獨(dú)立，又密切聯(lián)系和相互制約，比如結(jié)構(gòu)剛度，一直貫穿整個結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的主導(dǎo)方向。

2 剪力墻配筋優(yōu)化與合理構(gòu)造

據(jù)統(tǒng)計，在一般剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻的鋼筋用量所占比例在50%～60%之間［5］，是整個結(jié)構(gòu)材料用量的核心［9］，是優(yōu)化時重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。與梁、板相比，剪力墻的配筋設(shè)計較為復(fù)雜和瑣碎，且往往由于設(shè)計周期較短的原因，設(shè)計人員難以進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，容易忽略一些細(xì)節(jié)，從而導(dǎo)致剪力墻的配筋偏于保守，有時甚至造成不必要的浪費(fèi)［10］。

本節(jié)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)圖集及工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了剪力墻配筋優(yōu)化設(shè)計的若干方法，以供借鑒。

2.1 合理確定剪力墻底部加強(qiáng)部位及邊緣構(gòu)件

文獻(xiàn)［4］規(guī)定：一、二、三級剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比小于表3 的規(guī)定值時，底部加強(qiáng)部位可以設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，否則應(yīng)在底部加強(qiáng)部位及相鄰的上一層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。根據(jù)約束邊緣構(gòu)件與構(gòu)造邊緣構(gòu)件鋼筋用量的差異分析，僅箍筋用量，構(gòu)造邊緣構(gòu)件就可比約束邊緣構(gòu)件節(jié)省50%以上［5］。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中嚴(yán)格區(qū)分剪力墻底部加強(qiáng)部位和非加強(qiáng)部位，并準(zhǔn)確合理設(shè)置邊緣構(gòu)件，對節(jié)省鋼筋用量很有意義，隨意擴(kuò)大底部加強(qiáng)部位范圍必然會使用鋼量增加。

表3 剪力墻可不設(shè)約束邊緣構(gòu)件的最大軸壓比Tab.3 Shear Wall May not be Constrained by the Maximum Axial Compression Ratio of Edge Members

特別提醒的是，“底層墻肢底截面”是指嵌固端處截面，若將地下室底板處剪力墻的軸壓比作為判別依據(jù)將會造成浪費(fèi)。

剪力墻底部加強(qiáng)部位的確定應(yīng)注意以下2點(diǎn)：

⑴無論地下室頂板是否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，底部加強(qiáng)部位的高度均應(yīng)地下室頂板算起；

⑵當(dāng)?shù)叵率翼敯宀荒茏鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時，底部加強(qiáng)部位宜向下延伸至計算嵌固端。

舉例說明：某高層住宅結(jié)構(gòu)，地下3 層，地上32層，地面以上結(jié)構(gòu)總高度98.4 m，其中首層層高5.4 m，2～32 層層高3.0 m，地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。若執(zhí)行文獻(xiàn)［4］規(guī)定，底部加強(qiáng)部位的范圍為1～3 層，1～4 層剪力墻設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，地下室及地上其余各層設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件；若執(zhí)行文獻(xiàn)［3］的規(guī)定，底部加強(qiáng)部位宜至少延伸到地下室1 層，可取-1～3 層做為底部加強(qiáng)部位的范圍，則-1～4 層設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其余各層設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。

上述項(xiàng)目若嵌固端位于-1層時，則無論文獻(xiàn)［4］還是文獻(xiàn)［3］，底部加強(qiáng)部位的范圍均可取-1～3層。

從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，對于同一層剪力墻，還可以根據(jù)各墻肢軸壓比的實(shí)際情況，分別設(shè)置約束邊緣構(gòu)件或設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。如圖4 所示，某二級抗震剪力墻首層剪力墻配筋圖中，軸壓比大于0.3 的墻肢設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，軸壓比小于0.3 的墻肢設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。

圖4 不同軸壓比下剪力墻邊緣構(gòu)件設(shè)置案例Fig.4 Cases of Setting Edge Members of Shear Wall under Different Axial Compression Ratios

結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為盡量避免設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，從而減少配筋量，常采用以下2種優(yōu)化思路：

⑴在可能條件下，適度加大底部加強(qiáng)部位外圍剪力墻墻肢長度和厚度，取消結(jié)構(gòu)中部相對較短的墻肢，使大多數(shù)墻肢的軸壓比小于表3的限值。

⑵在剪力墻布置基本不做大的變化的情況下，合理加大底部加強(qiáng)部位剪力墻墻肢長度和厚度，使大多數(shù)墻肢的軸壓比小于表3的限值。

2.2 采用組合墻配筋方法

采用組合墻配筋方法，即在墻柱配筋設(shè)計時考慮翼緣墻參與共同工作。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范：GB 50011-2010》第6.2.13 條規(guī)定：抗震墻結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力和變形時，其抗震墻應(yīng)計入端部翼墻的共同工作。以往的設(shè)計，軟件對每一個墻肢單獨(dú)按照矩形截面進(jìn)行配筋計算，不考慮翼緣作用，這種方法配筋一般情況下都會偏大，特別是翼緣墻的配筋，有時甚至超筋。設(shè)計人按計算結(jié)果進(jìn)行配筋，必然會導(dǎo)致邊緣構(gòu)件配筋很大。隨著計算軟件的完善，現(xiàn)階段計算程序基本上可以實(shí)現(xiàn)組合墻配筋模式，如YJK 計算程序，可以通過勾選“墻柱配筋設(shè)計考慮翼緣墻”讓軟件自動計算；PKPM 系列軟件，可以通過補(bǔ)充定義組合墻，從而進(jìn)行組合墻設(shè)計。

軟件提供的剪力墻組合墻配筋模式，可以對L形、T形、槽形和工字形等剪力墻按整個組合墻進(jìn)行雙偏壓配筋計算，比按照單肢墻計算得出的邊緣構(gòu)件配筋結(jié)果要小，比較符合剪力墻的實(shí)際受力情況，使設(shè)計更加合理。大量的實(shí)例及測試證明，采用組合墻配筋方法，一般情況下既能節(jié)省約10%～30%的鋼筋，而且使鋼筋在邊緣構(gòu)件中的布置效率更高。在高烈度區(qū)的剪力墻結(jié)構(gòu)中，這種做法的經(jīng)濟(jì)效益更加明顯。

7 度區(qū)（0.15g）某二級抗震的剪力墻結(jié)構(gòu)，其非底部加強(qiáng)區(qū)某250 mm 厚L 形墻，根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，如圖5a所示。原設(shè)計采用單肢墻的配筋模式，邊緣構(gòu)件總配筋面積為9 788 mm2，如圖5b 所示；使用組合配筋方法后，邊緣構(gòu)件總配筋面積僅為3 242 mm2，如圖5c 所示。經(jīng)統(tǒng)計，鋼筋用量僅為原鋼筋用量的1∕3，大大節(jié)省了鋼筋用量。

圖5 采用不同配筋模式設(shè)計結(jié)果對比Fig.5 Comparison of Design Results with Different Reinforcement Modes

2.3 邊緣構(gòu)件豎向鋼筋直徑的合理選用與組合

在邊緣構(gòu)件配筋設(shè)計中，可以通過合理選用和搭配豎向鋼筋的直徑來節(jié)省鋼筋用量。在滿足計算和構(gòu)造要求的提前下，可通過改變角部或中部鋼筋的直徑，使豎向鋼筋面積接近規(guī)范最小配筋面積限值。實(shí)際工程中，常用的縱筋組合方式如圖6所示，圖6中相同編號的鋼筋直徑盡量相同。一般情況下，采用多種直徑組合方式，可以節(jié)省約5%～15%的鋼筋。

2.4 邊緣構(gòu)件豎向鋼筋間距的合理確定

文獻(xiàn)［4］規(guī)定：箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm，不應(yīng)大于豎向鋼筋間距的2倍。根據(jù)該規(guī)定，可通過調(diào)整豎向鋼筋的間距，使其為150 mm或300 mm，從而實(shí)現(xiàn)箍筋肢距為最大限值300 mm：當(dāng)豎向鋼筋間距為150 mm 時，箍筋可以“隔一拉一”設(shè)置；當(dāng)豎向鋼筋間距為300 mm 時，應(yīng)“逐根拉筋”設(shè)置。對于構(gòu)造邊緣構(gòu)件，除計算要求外，標(biāo)準(zhǔn)的L 形、T 形邊緣構(gòu)件，中間無需設(shè)置拉筋（見圖7）。在以往的設(shè)計中，常發(fā)現(xiàn)設(shè)計人滿拉箍筋的情況，造成了一定程度的浪費(fèi)。

圖6 剪力墻邊緣構(gòu)件不同直徑縱筋組合方式Fig.6 Schematic of the Combination of Different Diameter Longitudinal Bars of the Edge Members of the Shear Wall

圖7 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造邊緣構(gòu)件拉筋設(shè)置示意圖Fig.7 Schematic Diagram of Setting the Reinforcement of Standard Structural Edge Members

2.5 利用墻身水平分布鋼筋代替邊緣構(gòu)件箍筋

文獻(xiàn)［4］第7.2.15 條明確規(guī)定符合構(gòu)造要求的剪力墻水平分布鋼筋，可計入約束邊緣構(gòu)件體積配箍率中，圖8所示為國家標(biāo)準(zhǔn)圖集16G101-1給出的約束邊緣暗柱2 種做法。在工程實(shí)踐中，同樣可以利用墻身水平分布筋代替構(gòu)造邊緣構(gòu)件最外圍的封閉箍筋。

7度區(qū)某剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻抗震等級為二級，其底部加強(qiáng)區(qū)某L 形墻厚度為300 mm。配箍率計算時計入剪力墻水平筋，約束邊緣構(gòu)件區(qū)配筋如圖9所示。與不計入剪力墻水平筋的約束邊緣構(gòu)件相比，水平筋伸入約束邊緣構(gòu)件區(qū)的部份即為節(jié)省的箍筋量。經(jīng)統(tǒng)計，采用墻體分布筋兼作約束邊緣構(gòu)件的箍筋可節(jié)省箍筋量9.1%。

圖8 水平分布筋計入約束邊緣構(gòu)件體積配箍率構(gòu)造做法Fig.8 Construction Method of Horizontal Distribution Bars Included in Volumetric Coupling Rate of Constrained Edge Members

圖9 某墻體水平分布筋代替箍筋做法大樣Fig.9 Large Sample of a Wall with Horizontal Distribution Bars Instead of Stirrups

2.6 約束邊緣構(gòu)件箍筋采用高強(qiáng)度鋼筋

從國家及行業(yè)政策導(dǎo)向來看，推廣應(yīng)用高強(qiáng)高性能材料將是大趨勢?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范：GB 50010-2010》已明確將HRB400 作為主力鋼筋，逐步淘汰低強(qiáng)度鋼筋。目前市場上HRB400 螺紋鋼與HPB300 圓鋼相比，價格貴5%左右，但強(qiáng)度提高了33%。約束邊緣構(gòu)件采用這2種級別鋼筋的體積配箍率限值對比如表4 所示。從表4 中可以看出，采用HRB400鋼筋，可大幅度降低體積配箍率限值，從而節(jié)省鋼筋用量。

2.7 約束邊緣構(gòu)件陰影部分箍筋直徑的合理組合

結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常會遇到這種情況：采用某一直徑的箍筋或拉筋時，體積配箍筋率超出計算值或規(guī)范限值較多；采用小一級直徑的箍筋或拉筋時，又不能滿足計算值或最小體積配箍筋率限值的要求。這時，可采用不同直徑的箍筋或拉筋進(jìn)行組合，使體積配箍率達(dá)到最優(yōu)值。實(shí)際工程中，常用的箍筋組合方式如圖10所示，圖中相同編號的箍筋直徑盡量相同。

表4 約束邊緣構(gòu)件體積配箍率限值ρ vminTab.4 Limitation of Volumetric Coupling Rate of Constrained Edge Members ρ vmin （%）

圖10 剪力墻邊緣構(gòu)件不同直徑箍筋組合示意圖Fig.10 Schematic Diagram of the Combination of Stirrups With Different Diameters at the Edge of the Shear Wall

3 剪力墻優(yōu)化設(shè)計的其他建議

3.1 混凝土強(qiáng)度等級的合理選取

提高混凝土的強(qiáng)度等級一般可顯著減小豎向構(gòu)件的尺寸，增加建筑實(shí)際使用率，有條件時應(yīng)盡量選用高強(qiáng)混凝土。剪力墻混凝土強(qiáng)度等級的選取，一是要滿足軸壓比的限值要求，二是盡量使大部分構(gòu)件為構(gòu)造配筋。另外，為提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，提高混凝土強(qiáng)度等級也是有意義的。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，30層左右的高層住宅，剪力墻底部混凝土強(qiáng)度等級取C55或C60，綜合經(jīng)濟(jì)性較好。18層左右的高層住宅，剪力墻底部混凝土強(qiáng)度等級可取C35或C40。

3.2 鋼筋連接方式的選取

實(shí)際工程中，剪力墻邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋直徑一般較大，若采用搭接連接，搭接長度范圍內(nèi)的箍筋間距不大于豎向搭接鋼筋最小直徑的5 倍，且不大于100 mm，即搭接長度范圍內(nèi)的箍筋需加密。因此，對剪力墻約束邊緣構(gòu)件陰影部分或構(gòu)造邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋直徑d＞22的，建議采用機(jī)械連接；對豎向鋼筋直徑14≤d≤22 的，建議采用焊接連接；對豎向鋼筋直徑d＜14的，可以采用搭接連接。

4 結(jié)語

本文結(jié)合工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，主要從剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置、配筋優(yōu)化及合理構(gòu)造進(jìn)行分析，總結(jié)了剪力墻優(yōu)化布置的5點(diǎn)原則和優(yōu)化剪力墻構(gòu)件配筋的若干措施方法，同時給出了混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋連接方式合理選取的兩點(diǎn)建議。剪力墻結(jié)構(gòu)的布置及優(yōu)化，需要一定的工程經(jīng)驗(yàn)，要求設(shè)計人從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計出發(fā)，合理控制剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度、布設(shè)位置及數(shù)量等，并經(jīng)過反復(fù)的推敲和驗(yàn)算，確定最佳的方案，從而提高工程經(jīng)濟(jì)性。剪力墻構(gòu)件配筋優(yōu)化，考驗(yàn)設(shè)計人的細(xì)心和體力，要求設(shè)計人進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計，將設(shè)計做得更加細(xì)致，從而達(dá)到減少鋼筋用量、降低結(jié)構(gòu)含鋼量、節(jié)省成本的目的。回看優(yōu)化過的項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有些設(shè)計存在浪費(fèi)的現(xiàn)象，其中有設(shè)計周期短的原因，也有設(shè)計隊(duì)伍相對年青，設(shè)計人員經(jīng)驗(yàn)不足、缺少實(shí)際鍛煉等原因。希望本文能給設(shè)計人員，特別是給年青的工程師提供借鑒。