高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法思考

马进生

【摘 要】随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的建筑行业取得了较大程度上的进步，为我国国民经济的发展以及科学技术水平的提高做出重要贡献。然而，在国家房地产政策以及住宅产业化政策的推进下，土地变得日益稀缺。面对土地稀缺日益严重的问题，人们对建筑构造进行了一定程度上的转变，逐渐向高空化发展，在这种环境之下诞生了多种高空住宅结构体系。而在这些结构体系当中，剪力墙结构凭借着自身的突出的经济性指标以及优越的抗震性能成为主流。目前状况下，人们对于高层剪力墙结构体系的研究日益深入，并取得一定的研究成果，但是仍然有一些问题具有较大的难度，高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测便是其中一项。本文主要针对高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法进行研究分析。

【关键词】高层剪力墙结构；混凝土用量；预测方法

一、引言

近几年来，我国经济发展十分迅速，科学技术水平也取得了较大程度上的进步，在这种环境之下，各种新科学、新工艺、新技术层出不穷，我国的建筑行业抓住机遇，取得了一定的发展。然而，在国家房地产政策以及住宅产业化政策的推进下，土地变得日益稀缺。面对土地稀缺日益严重的问题，人们对建筑构造进行了一定程度上的转变，逐渐向高空化发展，在这种环境之下诞生了多种高空住宅结构体系。而在这些结构体系当中，剪力墙结构凭借着自身的突出的经济性指标以及优越的抗震性能成为主流。目前状况下，人们对于高层剪力墙结构体系的研究日益深入，并取得一定的研究成果，但是仍然有一些问题具有较大的难度，高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测便是其中一项。本文就针对剪力墙结构体系住宅混凝土用量的预测方法进行研究与分析，希望能给大家带来帮助。

二、剪力墙与剪力墙结构

（一）剪力墙

剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。防止结构剪切破坏。目前状况下，主要存在着两种剪力墙，分别是平面剪力墙和筒体剪力墙，平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，在某些部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中 ，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。墙根据受力特点可以分为承重墙和剪力墙，前者以承受竖向荷载为主，如砌体墙；后者以承受水平荷载为主。在抗震设防区，水平荷载主要由水平地震作用产生，因此剪力墙有时也称为抗震墙。剪力墙按结构材料可以分为钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、型钢混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。其中以钢筋混凝土剪力墙最为常用。

（二）剪力墙结构

建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名（抗震规范定名为抗震墙）。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板，可以不设梁，所以空间利用比较好，可节约层高。.剪力墙结构体系主要有三种类型，分别为框架——剪力墙结构、普通剪力墙结构以及框支剪力墙结构，具体情况见表1所示：

三、普通住宅建筑混凝土用量

①多层砌体住宅： 砼：0.3～0.33m3/m2

②多层框架： 砼：0.33～0.35m3/m2

③小高层11～12层： 砼：0.35m3/m2

④高层17～18层： 砼：0.36m3/m2

⑤高层30层H=94米： 砼：0.42～0.47m3/m2

⑥高层酒店式公寓28层H=90米： 砼：0.38～0.42m3/m2

⑦别墅：混凝土用量和用钢量介于多层砌体住宅和高层11～12层之间。

表1：剪力墙结构体系类型

四、高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法

（一）剪力墙性能

由于剪力墙可以很好的抵抗水平力，所以在建筑中可以起到很好的抗震效果。剪力墙一般剪力墙结构和框剪结构中。与框架结构相比，利用混凝土墙作为承重结构的剪力墙结构有更好的抗震能力，但是房屋空间会因剪力墙而受到限制，屋内空间很难灵活布置。所以在很多高层住宅和民用建筑中，多采用框剪结构，在框架结构中增加剪力墙，在保证良好的空间灵活性的前提下，提供优良的抗震性能。筒体剪力墙一般用在高层建筑中，用混凝土浇筑成核心筒，剪力墙集中，同时获得较大的自由分割的空间。剪力墙与承重墙比较 ：用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。剪刀梯是一种比较常用的楼梯类型。现在做高层住宅，18层以上的高层住宅每个单元需要两个楼梯间作逃生通道。一般为了节省面积，减少公摊面积与投资，会做成剪刀梯的形式。剪刀梯的一般做法有： 1、中间分隔墙做梁，梁支承于两边梯梁上，分隔墙采用砌块砌筑，楼梯梯板按单向板支承于梯梁上，这样受力明确，施工也较为简单，但若楼梯间进深较大，则分隔墙梁跨度较大，需要的高度较高，可能影响建筑净高（关联着梯梁高度）；2、中间分隔墙做混凝土墙，楼梯梯板单向支承于两边混凝土墙上，这种情况下，梯梁较小（因为只支承平台板），节约混凝土和钢筋，但是需要在两边混凝土墙上预留斜向插筋，施工较为麻烦且施工质量不容易保证。

（二）方法产生背景

目前状况下，如果想要对一个建筑工程结构的混凝土用量进行有效的了解，必须当在结构设计完成之后，并在结构施工图的基础之上由概预算人员进行一定程度的预算。然而，这一预算过程往往需要花费大量的时间与精力，效率相对低下。除此之外，结构设计人员所完成的结构设计往往也不是最优的结构设计。

（三）方法步骤

①首先，对结构自振周期以及结构质量进行一定程度的计算；②设定一个风荷载作用，并计算在此作用下的基底倾覆弯矩设计值；③然后，再计算地震作用下的基底倾覆弯矩设计值；④对位移特征变量进行有效的计算；⑤最后，综合上面的计算结果，结合剪力墙结构体系，对混凝土用量进行计算。