剪力墻結構的暗柱配筋兩種方法

杜艷

【摘要】本文通過創新的“結構桿系最佳組合”設計理論。對一個二級剪力墻結構暗柱配筋工程實例，采用兩種方法作比對，發現兩種配筋方法的含鋼量是有一定差別，從而啟發我們結構設計人員在建筑工程設計時，深入研究規范和相關圖集，便可達到既能滿足建筑工程混凝土結構技術要求，又能節約造價，為國家節省基本建設中的建筑工程投資。

【關鍵詞】剪力墻結構；約束邊緣構件；構造邊緣構件；結構桿系最佳組合

隨著我國城鄉的城鎮化進程的加速，又要確保農村十八億畝耕地，城鄉建設高層住宅必然越來越多，在高層住宅工程所選建筑工程結構方案時，首推選用剪力墻結構體系，大部分結構設計人員在工程設計時，也對剪力墻結構體系比較熟悉。筆者在工程設計中經過不斷地對規范及圖集的研究，用“結構桿系最佳組合”設計理論，有了一些新的認識和理解?，F在以筆者設計的一個抗震等級是二級剪力墻的結構工程實例，來說明設計剪力墻暗柱配筋時一些可節省鋼材的方法，行文于世，共同行探究。

1. 約束邊緣構件

1.1 在設計選用約束邊緣構件的情況下，當剪力墻暗柱在底部加強區，就是要配約束邊緣構件的暗柱，《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010版）第7.2.15條對約束暗柱的箍筋和縱筋做了如下規定：二級剪力墻結構的配箍特征值等于0.12（在墻肢軸壓比不大于0.4的情況下）；縱筋配筋率二級時不應小于1.0%，并不應少于616的鋼筋；因此要求結構設計人員配筋時首先必須滿足規范規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到節約鋼材的目的：筆者在某工程混凝土強度等級為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范要求，筆者用了“結構桿系最佳組合”設計手法就會發現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%，（規范規定的縱筋配筋率不小于1.0%）箍筋體積配箍率為0.68%（滿足規范規定的不小于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%，經過比較可以發現，雖然第二種配筋方法（圖1B）的縱筋根數比第一種方法（圖1A）配筋的縱筋根數多了兩根，箍筋肢數也比第一種方法的多了一肢，但通過調節縱筋直徑和間距，總體算下來含鋼量卻比第一種方法少了許多。這就是因為同時考慮了鋼筋的直徑和肢數的最佳組合，從而最大限度的節約了鋼材用量。

2. 構造邊緣構件

2.1 設計選用構造邊緣構件的情況下，《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010版）對二級剪力墻構造邊緣構件有如下規定：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。同一部位的墻體構造邊緣構件，也有下表中兩種做法，詳見圖2 A、圖2B。

圖2 2.2 通過以上兩種方法的比較我們不難發現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，這就要求結構設計人員不僅要準確無誤的理解規范，還要結合相應的國家標準設計施工圖集《混凝土結構施工圖 平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》（11G101-1）來設計，筆者多年結構工程設計中，特別是在指導新升工程師的教學里，不斷要求學生們除了努力熟悉國家有關結構技術，深刻理解規程規范外還結合相應國家標準設計圖集深入研究其中奧妙。該圖集中關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的暗柱中的，這就告訴結構設計人員只要構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替代構造暗柱中的箍筋，所以結構設計人員就可以選擇第一種配筋方法。

3. 結論

（1）在恩師王潤昌教授精心培育下，筆者通過工程實例，運用“結構桿系最佳組合”設計理論。對比上述兩種結構構件的

選用告訴我們，在工程設計時我們不僅要認真研究規范，而且還要透徹理解相關的圖集構造做法，才能不斷使自己經驗沉積，知識更新，創造新的設計理，為建筑工程減輕自重，減少投資，創新更好更多的工程結構設計作品。

（2）本文論述的兩種結構構件，大多結構設計人員比較容易忽略的小構件，但對十三億人口的中國來說，城鎮化建設方興未艾，結構工程所用的結構構件量大，所以，筆者在設計教學的點滴，呈現給同行，更望拋磚引玉，不吝賜教耳。