济宁某安置社区16号楼结构设计浅析

刘瑞蕊

【摘要】：剪力墙结构是建筑结构中很常见的一种形式，本文以济宁某安置社区16号楼为例，通过对本工程结构设计中遇到剪力墙结构布置，小墙肢的处理，基础形式的确定，结构超长的处理，现浇板的设计，新规范对剪力墙结构和填充墙的影响等问题进行分析，阐述了剪力墙住宅结构设计中常见的问题，并在满足规范要求的前提下采取了一系列的解决方法，以期达到对以后的剪力墙住宅设计提供参考的目的。

【关键词】：剪力墙结构、地基处理、超长结构、新规范

剪力墙结构已经成为高层住宅的主要结构形式，然而每栋建筑不尽相同，在进行高层住宅的剪力墙结构设计时，针对具体的工程情况，如何合理地布置剪力墙、妥善处理遇到的各种问题成了考验结构师的重要方面。本文以济宁某安置社区16号楼为例，对以上问题进行了剖析。

一、工程概况

该工程位于山东省济宁市北湖生态新城的西北片区，本工程拟建地下一层、地上十七层，底部另设一层架空层。建筑总高度为52.200米。其中地下一层为储藏室，一层为架空层，其余层均为住宅。建筑平面总长为65.00米，宽度为12.60米。建筑结构安全等级为二级，结构使用年限为50年，建筑抗震设防烈度6度，抗震设防类别为标准设防（丙类），剪力墙抗震等级为四级。计基本地震加速度值0.05g，设计地震分组第三组。基础采用筏板基础，基础设计等级为乙级，根据规范要求，底部加强区高度到8.550米。

二、剪力墙结构布置

剪力墙结构是指由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。剪力墙的结构布置要做到质量、刚度和承载力分布均匀，传力路径清晰。因此，在布置剪力墙时，首先要符合规范要求，平面布置简单、规则，剪力墙宜双向布置，尽量减小两个方向的抗侧刚度，并且要自下到上连续布置，避免出现刚度突变。其次是要注意高厚比的控制，根据规范要求，墙肢截面厚度不大于300mm，高度与厚度之比大于4但不大于8的即为短肢剪力墙，且墙肢不宜过长，因此，我们在实际操作中，一般把高厚比控制在8-9之间。然后是墙肢形状的控制，在剪力墙结构中，应尽量避免“一”字型墙肢，我们通常会采用稳定性更好的T型、L型、C型、工型等截面形式。

三、小墙肢的处理

该工程为剪力墙结构，但根据建筑功能的要求（图1），在楼梯部位形成了如图2

所示的剪力墙墙肢，该墙肢截面的高度与厚度之比小于4，根据2011年版的《高层混凝土结构技术规程》（以下简称11版《高规》）7.1.7条，“当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4时，宜按框架柱进行截面设计。”因此，对于图2所示的剪力墙墙肢，我们按照框架柱的相关规定对其进行截面设计，保证其最小配筋百分率不小于0.5%，并由于该短肢剪力墙处在楼梯间角部，为了保证该墙肢的延性，避免该墙肢产生短柱效应，使其在水平力作用下不至于发生脆性的剪切破坏，我们对该墙肢的箍筋采取全程加密的措施。

四、基础形式确定

在进行基础形式确定时，根据《勘察报告》，在现有的地质条件下，天然地基的承载力特征值为140kPa，不能满足设计要求,这就要求我们必须进行地基处理。针对该工程实际情况，我们采用了CFG桩,桩径为500mm, 桩端持力层选择均匀性和受力性能均比较好的第12层粘土，经过反算确定桩长为20米，桩端进入持力土层1.5米以上，满足规范要求。处理后的地基承载力达到337Kpa，很好地满足了设计要求。

五、结构超长的处理

该住宅楼建筑平面总长为65.00米, 为超长结构，根据11版《高规》3.4.12条，

表3.4.12伸缩缝最大间距

结构体系 施工方法 最大间距

框架结构 现浇 55

剪力墙结构 现浇 45

该工程不满足关于伸缩缝间距的规定，所以我们采用了设置伸缩后浇带的方法，后浇带是在建筑施工中为防止现浇结构温度、收缩不均产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设的临时施工缝。我们在设计图纸中对后浇带的各项施工要求做了详细规定，确保后浇带起到减小温度和混凝土收缩影响的效果。在确定后浇带具体位置时，除了满足规范要求，还考虑到把后浇带应布置在受力较小的部位，如梁跨的1/3处；从施工方便的角度出发，后浇带应与梁平行布置，以避免梁截断太多。经过深思熟虑，最终确定了后浇带的位置。笔者曾经遇到过一个工程，一座26层的行政楼，在确定后浇带位置时考虑的不够全面，结果施工到第二层时，发现后浇带所在的位置内出现了一道次梁，给施工单位造成了很大不便。所以后浇带位置的确定时很重要的。

六、现浇板的设计

该工程楼板以双向板为主，因为超长结构的影响，为了加强结构的整体性，我们对两端的楼板采取了加强措施，将加大板厚，并在加大配筋的同时对端部两跨范围内的楼板采用双层双向的配筋方式。因结构设置了多部电梯，因此核心筒位置有较大开洞，那么这些洞口就形成了一个薄弱区，对于洞口周边一跨范围内的楼板需要采取加强措施，采取双层双向配筋。其他部位的楼板，在保证安全性的前提下，我们采取了分离式的配筋方式，节约了钢筋用量，保证了该项目对经济性的要求。

七、新规范对剪力墙结构的影响

济宁某安置社区16号楼是2011年10月份的一个工程，而自2011年10月1日执行11版《高规》后，剪力墙部分的规定有了很大变化，本工程剪力墙抗震等级为4级，此次规范变化对该工程产生了一系列的影响，例如剪力墙底部加强区高度的取值，新规范规定：底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1／10二者的较大值，而02规范对于150米以下的建筑：一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。那么我们如果继续按照旧规范来做，就会造成很大的浪费。另外短肢剪力墙的竖向钢筋配筋率（11版《高规》7.2.2-5条），构造边缘构件的最小配筋要求（11版《高规》7.2.16条），连梁纵向钢筋配筋率要求（11版《高规》7.1.24、7.2.25条）等都与旧版规范发生了较大变化，我们在进行结构设计时充分考虑到了这些因素，使我们的图纸与时俱进，满足新规范的各项要求。

八、新规范对填充墙的影响

填充墙作为非结构构件，也应进行抗震设计，以保证其自身稳定性并与主体结构可靠连接。填充前的构造措施在历次设计中均有涉及，但对于16号楼，因为新规范的实施，构造措施的处理也相应产生了变化，例如，填充墙的拉筋，砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋，但02版《高规》规定：拉筋伸入墙内的长度，6度时不应小于墙长的1/5且不应小于700mm；11版《高规》6度时拉筋宜沿墙全长贯通。要求发生了变化，倘若不详细说明，施工人员按照以前的经验施工，就会出现问题，于是我们在总说明中第七款“填充墙”中单独列出拉筋的构造要求，并给出了详细的构造做法示意图，用图文的方式给予了特殊说明。

济宁某安置社区16号楼是笔者在11版《高规》施行后所设计的一栋剪力墙结构的住宅，由于结构的特殊性和新规范带来的变化，在设计过程中遇到了一些问题，通过设计者的思考和努力，最终使问题得以较好的解决。希望此文能对类似的剪力墙住宅结构的设计提供一些帮助。

参考文献：

[1]高层混凝土结构技术规程（JGJ3—2010）[S].北京：中国建筑工业出版社.2011

[2]建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社.2010

[3]混凝土结构设计规范（GB 50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社.2011