剪力墙结构的暗柱配筋两种方法

【关键词】剪力墙结构；约束边缘构件；构造边缘构件；结构杆系最佳组合 

　　随着我国城乡的城镇化进程的加速，又要确保农村十八亿亩耕地，城乡建设高层住宅必然越来越多，在高层住宅工程所选建筑工程结构方案时，首推选用剪力墙结构体系，大部分结构设计人员在工程设计时，也对剪力墙结构体系比较熟悉。笔者在工程设计中经过不断地对规范及图集的研究，用“结构杆系最佳组合”设计理论，有了一些新的认识和理解。现在以笔者设计的一个抗震等级是二级剪力墙的结构工程实例，来说明设计剪力墙暗柱配筋时一些可节省钢材的方法，行文于世，共同行探究。 

　　1.1 在设计选用约束边缘构件的情况下，当剪力墙暗柱在底部加强区，就是要配约束边缘构件的暗柱，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010版）第7.2.15条对约束暗柱的箍筋和纵筋做了如下规定：二级剪力墙结构的配箍特征值等于0.12（在墙肢轴压比不大于0.4的情况下）；纵筋配筋率二级时不应小于1.0%，并不应少于616的钢筋；因此要求结构设计人员配筋时首先必须满足规范规定的箍筋和纵筋的配筋率要求，然后再考虑在约束暗柱里怎样合理布局纵筋和箍筋才能最大限度的达到节约钢材的目的：笔者在某工程混凝土强度等级为C40，同一部位用的墙体约束边缘有如下表中两种配筋方法。 

　　 以上两种方法的配筋都可刚刚满足规范要求，笔者用了“结构杆系最佳组合”设计手法就会发现两种方法的含钢量是不同：第一种方法见图1A的纵筋配筋率为1.22%，（规范规定的纵筋配筋率不小于1.0%）箍筋体积配箍率为0.68%（满足规范规定的不小于0.64%），第二种方法见图1B 的纵筋配筋率为1.00%，箍筋体积配箍率为0.64%，经过比较可以发现，虽然第二种配筋方法（图1B）的纵筋根数比第一种方法配筋的纵筋根数多了两根，箍筋肢数也比第一种方法的多了一肢，但通过调节纵筋直径和间距，总体算下来含钢量却比第一种方法少了许多。这就是因为同时考虑了钢筋的直径和肢数的最佳组合，从而最大限度的节约了钢材用量。 

　　2. 构造边缘构件 

　　2.1 设计选用构造边缘构件的情况下，《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010版）对二级剪力墙构造边缘构件有如下规定：纵筋配筋率不小于0.006Ac，且不小于612；箍筋最小直径是8，沿竖向最大间距是200。同一部位的墙体构造边缘构件，也有下表中两种做法，详见图2 A、图2B。 

　　通过以上两种方法的比较我们不难发现虽然两种方法的纵筋配筋是相同的，但是第一种方法的箍筋含量明显少于第二种，这就要求结构设计人员不仅要准确无误的理解规范，还要结合相应的国家标准设计施工图集《混凝土结构施工图 平面整体表示方法制图规则和构造详图》（11G101-1）来设计，笔者多年结构工程设计中，特别是在指导新升工程师的教学里，不断要求学生们除了努力熟悉国家有关结构技术，深刻理解规程规范外还结合相应国家标准设计图集深入研究其中奥妙。该图集中关于剪力墙施工方法可以看出，剪力墙的墙体水平筋是延伸到墙体端部相应的暗柱中的，这就告诉结构设计人员只要构造边缘暗柱的一端和墙体相连，那就可以考虑用墙体中的水平筋来替代构造暗柱中的箍筋，所以结构设计人员就可以选择第一种配筋方法。 

　　3. 结论 

　　（1）在恩师王润昌教授精心培育下，笔者通过工程实例，运用“结构杆系最佳组合”设计理论。对比上述两种结构构件的 

　　选用告诉我们，在工程设计时我们不仅要认真研究规范，而且还要透彻理解相关的图集构造做法，才能不断使自己经验沉积，知识更新，创造新的设计理，为建筑工程减轻自重，减少投资，创新更好更多的工程结构设计作品。 

　　（2）本文论述的两种结构构件，大多结构设计人员比较容易忽略的小构件，但对十三亿人口的中国来说，城镇化建设方兴未艾，结构工程所用的结构构件量大，所以，笔者在设计教学的点滴，呈现给同行，更望抛砖引玉，不吝赐教耳。