高层剪力墙结构住宅优化设计探讨(2)

3.2.3基础选型

高层剪力墙结构基础类型根据结构层数、地基承载力及土层有无软弱下卧层等情况综合确定。一般层数在20层以下的剪力墙结构，地基承载力较高时，可以选择平板式筏板基础;地基承载力较小，不好进行地基处理提高承载力时，可以选择桩基础。层数20层以上，筏板基础很难满足承载力要求时，可以选择桩筏基础。基础选型是一个较复杂的问题，应根据结构特点和土层特征综合考虑合理确定。

3.4构件设计优化

3.4.1基础

平板式筏板基础厚度应根据上部结构层数和纵横向剪力墙间距初步估算，经反复验算筏板强度、变形进行调整优化。在初估筏板厚度时，在规范要求平板式筏板基础最小厚度400mm的基础上，每增加一层，板厚增加50mm的规律进行比较分析是可行的。当然，剪力墙间距较小时按以上经验初估筏板厚度一般偏大。筏板基础的计算中，应重视基床系数的合理选用，基床系数取值过小会导致筏板变形过大，配筋增大，造成浪费;取值过大会导致筏板配筋不够，留下安全隐患。因此，在筏板基础的计算中，根据土层特性合理确定基床系数也是结构优化设计的重要内容。

3.4.2剪力墙

在合理的结构布置和正确的计算后，可通过截面内钢筋的配筋构造来确保剪力墙的受力性能和经济性。由于剪力墙结构的受力特点，所有剪力墙计算结果都很小，基本上全部采用构造配筋。因此，剪力墙数量越少，边缘构件数量越少，总体混凝土用量及配筋就越小。

3.4.3梁

梁的配筋通常由内力来控制，对梁宽度较小的构件来说，当配筋量大时往往需配2～3排筋，这无疑将减小梁截面的有效高度，因此当不影响使用或空间观感时，可适当增加截面宽度，尽量放置成单排主筋;有条件时可增加梁截面高度以达到节省钢筋的目的。

3.4.4板

板配筋计算有弹性理论计算方法和塑性理论计算方法两种，建议大跨度双向板支座按弹性计算方法确定负筋数量，小跨度板可以按塑性计算方法确定板的受力钢筋数量，但是要保证裂缝宽度在规范允许范围内。

3.4.5合理选用材料

选用材料的最基本原则是充分发挥材料的强度。混凝土主要利用其抗压强度高的特点，钢筋主要利用其抗拉强度。在剪力墙结构中，剪力墙轴压比不够时，可以通过提高混凝土强度来满足要求，边缘构件一般不宜采用高强度钢筋，梁主筋可以选择HRB400钢筋，箍筋可以选择HPB300级钢筋，板钢筋可以选择HPB335级钢筋或HRB400钢筋。梁板混凝土强度等级不宜设置的太高，高标号的混凝土不能充分发挥其强度作用而且为抵抗高强度混凝土较大的收缩变形，相关构件的构造配筋率也随之增加，从而导致工程造价的提高。

4 结语

结构优化设计的目的不是简单的降低材料用量，也不是不分轻重的都按规范底限进行设计，而是\"物尽其用\"，充分发挥材料性能。对影响结构性能的重点、关键部位及计算程序不能准确分析或计算模型与实际情况有出入部分，应重点加强或补充分析。在建筑设计初期，结构设计人员就应与建筑师紧密配合，初步确定剪力墙布置，合理调整建筑方案，避免不规则或严重不规则的平立面布置，达到技术先进，安全适用、经济合理的设计方案，实现降低建筑总体造价的目的。

[参考文献]

[1] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010).北京：中国建筑工业出版社，2010

[2] 孙国正.优化设计及应用[M].北京：人民交通出版社，2004

[3] 孙雪兰.浅谈高层剪力墙结构的优化设计.山西建筑，2010;(8)

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