多層房屋剪力墻結構與異形柱框架結構的方案比較
——以重慶某多層別墅為例

楊平安 吳柳霖

（1.成都基準方中建筑設計有限公司重慶分公司 重慶 401121 2.重慶蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147）

多層房屋剪力墻結構與異形柱框架結構的方案比較
——以重慶某多層別墅為例

楊平安1吳柳霖2

（1.成都基準方中建筑設計有限公司重慶分公司 重慶 401121 2.重慶蜀通巖土工程有限公司 重慶 401147）

本文以重慶某多層別墅為例，前期方案采用異形柱框架結構，后經討論也可采用剪力墻結構，于是分別采用剪力墻結構和異形柱框架結構，通過分析得到各自的結構參數和材料用量，經過對比分析，得到剪力墻結構在安全和經濟性方面都優于異形柱框架結構。

異形柱；剪力墻；短肢剪力墻

工程概況

重慶某別墅，地上三層加屋面小構架。二層建筑平面圖如圖1所示。

圖1 二層建筑平面圖

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）附錄A，場地設計地震分組為第一組，抗震設防烈度為Ⅵ度，設計基本地震加速度值為0.05g；據《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008）判定擬建工程為標準設防類，屬丙類；抗震地段為不利地段。

1 結構體系比較

該工程為別墅項目，可以選取框架結構，由于矩形柱會在房間里面凸出來，占用房間面積并且會影響視覺。也可以選取剪力墻結構，但不宜選用長墻肢，長墻肢會影響功能布局。

1.1 剪力墻結構

截面長邊、短邊（厚度）大于4時，宜按墻的要求進行設計。剪力墻結構布置如圖2所示。大多數墻肢按規范最低要求取值，長邊取900mm，翼墻長600mm，個別帶端柱。由于本工程為多層，可以不遵守《高層建筑混凝土結構技術規程》[1]（7.1.8）、（7.2.2）等關于短肢剪力墻的要求。

圖2 剪力墻結構二層結構平面布置圖

剪力墻結構計算得出的控制參數如表1所示。混凝土用量，C30：189.24m3；全樓鋼筋用量：26956.2kg。

表1 剪力墻結構分析得出參數表

1.2 異形柱框架結構

截面幾何形狀為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]。異形柱框架結構布置如圖3所示。異形柱框架結構計算得出的控制參數如表2所示。由于異形柱框架結構多數異形柱節點核心區受剪承載力不足，底部三層異形柱混凝土強度等級用到C50。混凝土用量，C30：131.81m3，C50：31.66m3。全樓鋼筋用量：29087.5kg。

圖3 異形柱結構二層結構平面布置圖

表2 異形柱框架結構分析得出參數表

1.3 方案比對

建筑結構，首先要滿足安全要求，其次再追求經濟性。下面從這兩個方面對以上這兩種結構進行比較：

1.3.1 結構安全性比較

分析表1與表2，剪力墻結構的周期比小于異形柱結構，說明剪力墻結構承載布置比異形柱框架結構更為合理；剪力墻結構最大層間位移角小于異形柱結構，說明剪力墻結構剛度更好；剪力墻結構最大層間位移比小于異形柱框架結構，說明剪力墻結構扭轉效應小于異形柱框架結構；剪力墻結構與異形柱框架結構的剪重比接近，均滿足最小剪重比要求；剪力墻結構與異形柱框架結構層間受剪承載力均符合要求；剪力墻結構的剛重比大于異形柱框架結構，說明剪力墻結構的穩定性優于異形柱框架結構，剪力墻結構在風荷載或地震作用下整體抗失穩能力比異形柱框架結構墻。經過各參數比較，可以得出結論：多層房屋，剪力墻結構安全性能高于異形柱結構。

1.3.2 結構經濟性比較

重慶市混凝土、填充墻、鋼筋的綜合單價大致如表3所示。

表3 重慶市部分材料綜合單價表

剪力墻結構混凝土用量189.24m3，異形柱結構混凝土用量131.81m3+31.66m3=163.47m3，則異形柱結構的填充墻比剪力墻結構多189.24m3-163.47m3=25.77m3，則異形柱結構所需費用減去剪力墻結構的費用為：（131.81×460+31.66×515+25.77×450+29.09×5660）-（189.24×460+26.96×5660）=13539.4元。從經濟性來說，剪力墻結構比異形柱框架結構省。

2 結束語

通過以上分析，可以得出結論：多層房屋，剪力墻結構比異形柱框架結構更為安全、經濟。對于個別部位，由于剪力墻墻肢較異形柱長，不得不采用異形柱，該結構可以采用異形柱框架剪力墻結構。對于多層房屋，本文可以對方案的選取提供依據。

[1]《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉建設部，2010.

[2]《混凝土異形柱結構技術規程》（JGJ149-2006）[S].北京：中華人民共和國住房和城鄉建設部，2006.

TU375.4

A

1004-7344（2016）08-0317-02

2015-12-10

楊平安（1984-），男，中級工程師，碩士，主要從事建筑工程設計工作。

吳柳霖（1983-），女，中級工程師，碩士，主要從事巖土工程勘察與設計工作。