多层房屋剪力墙结构与异形柱框架结构的方案比较<br/>——以重庆某多层别墅为例

多层房屋剪力墙结构与异形柱框架结构的方案比较
——以重庆某多层别墅为例

2016-08-10杨平安吴柳霖

大科技 2016年8期

关键词：墙肢异形框架结构

杨平安吴柳霖

（1.成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司重庆 401121 2.重庆蜀通岩土工程有限公司重庆 401147）

多层房屋剪力墙结构与异形柱框架结构的方案比较
——以重庆某多层别墅为例

杨平安1吴柳霖2

（1.成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司重庆 401121 2.重庆蜀通岩土工程有限公司重庆 401147）

本文以重庆某多层别墅为例，前期方案采用异形柱框架结构，后经讨论也可采用剪力墙结构，于是分别采用剪力墙结构和异形柱框架结构，通过分析得到各自的结构参数和材料用量，经过对比分析，得到剪力墙结构在安全和经济性方面都优于异形柱框架结构。

异形柱；剪力墙；短肢剪力墙

工程概况

重庆某别墅，地上三层加屋面小构架。二层建筑平面图如图1所示。

图1 二层建筑平面图

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A，场地设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g；据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）判定拟建工程为标准设防类，属丙类；抗震地段为不利地段。

1 结构体系比较

该工程为别墅项目，可以选取框架结构，由于矩形柱会在房间里面凸出来，占用房间面积并且会影响视觉。也可以选取剪力墙结构，但不宜选用长墙肢，长墙肢会影响功能布局。

1.1 剪力墙结构

截面长边、短边（厚度）大于4时，宜按墙的要求进行设计。剪力墙结构布置如图2所示。大多数墙肢按规范最低要求取值，长边取900mm，翼墙长600mm，个别带端柱。由于本工程为多层，可以不遵守《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]（7.1.8）、（7.2.2）等关于短肢剪力墙的要求。

图2 剪力墙结构二层结构平面布置图

剪力墙结构计算得出的控制参数如表1所示。混凝土用量，C30：189.24m3；全楼钢筋用量：26956.2kg。

表1 剪力墙结构分析得出参数表

1.2 异形柱框架结构

截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱[2]。异形柱框架结构布置如图3所示。异形柱框架结构计算得出的控制参数如表2所示。由于异形柱框架结构多数异形柱节点核心区受剪承载力不足，底部三层异形柱混凝土强度等级用到C50。混凝土用量，C30：131.81m3，C50：31.66m3。全楼钢筋用量：29087.5kg。

图3 异形柱结构二层结构平面布置图

表2 异形柱框架结构分析得出参数表

1.3 方案比对

建筑结构，首先要满足安全要求，其次再追求经济性。下面从这两个方面对以上这两种结构进行比较：

1.3.1 结构安全性比较

分析表1与表2，剪力墙结构的周期比小于异形柱结构，说明剪力墙结构承载布置比异形柱框架结构更为合理；剪力墙结构最大层间位移角小于异形柱结构，说明剪力墙结构刚度更好；剪力墙结构最大层间位移比小于异形柱框架结构，说明剪力墙结构扭转效应小于异形柱框架结构；剪力墙结构与异形柱框架结构的剪重比接近，均满足最小剪重比要求；剪力墙结构与异形柱框架结构层间受剪承载力均符合要求；剪力墙结构的刚重比大于异形柱框架结构，说明剪力墙结构的稳定性优于异形柱框架结构，剪力墙结构在风荷载或地震作用下整体抗失稳能力比异形柱框架结构墙。经过各参数比较，可以得出结论：多层房屋，剪力墙结构安全性能高于异形柱结构。

1.3.2 结构经济性比较

重庆市混凝土、填充墙、钢筋的综合单价大致如表3所示。

表3 重庆市部分材料综合单价表

剪力墙结构混凝土用量189.24m3，异形柱结构混凝土用量131.81m3+31.66m3=163.47m3，则异形柱结构的填充墙比剪力墙结构多189.24m3-163.47m3=25.77m3，则异形柱结构所需费用减去剪力墙结构的费用为：（131.81×460+31.66×515+25.77×450+29.09×5660）-（189.24×460+26.96×5660）=13539.4元。从经济性来说，剪力墙结构比异形柱框架结构省。