剪力墙构造边缘构件配箍方式优化

   

中国的多高层住宅建筑常用钢筋混凝土剪力墙结构体系。根据规范，建筑总高度约90%区域为非底部加强区，该区域的剪力墙肢端部宜设置构造边缘构件。根据国标图集，构造边缘构件的箍筋配置方式有三种，分别为“构件独立封闭箍筋”、“构件开口箍筋与墙身水平筋搭接”、“墙身水平筋弯折互钩”。

 

                     

构件独立封闭箍筋+墙身水平筋弯折

构件开口箍与墙身水平筋搭接

墙身水平筋弯折互钩

目前设计单位常用做法是第一种“构件独立封闭箍筋”方式，即构件箍筋和墙身水平筋分别计算设置。该做法沿用已久，思路简单，设计、图审、施工等各方都很熟悉、容易接受；但墙身水平分布筋伸入边缘构件的部分数量不少，没有考虑其贡献，会导致钢筋用量较多、成本较高。

房地产已进入微利时代，通过精细化设计要效益降成本已经是大势所趋，限额设计也是普遍要求。采用规范图集的可选做法，构造边缘构件中利用墙身水平筋替代封闭箍筋，可减少重叠部分、充分利用材料，在保证受力安全和设计可行的前提下，达到减少钢筋用量和降低成本的目的。

利用墙身分布筋替代边缘构件箍筋，能降本增效，这点在定性方面没有争议、都能理解接受。但因为跟传统设计手法有所区别，思路转变不易，往往被“节省不多”“比较麻烦”等所推脱、较难落实。为准确计算“墙身分布筋替代箍筋”的节省数量，以定量评估其性价比可行性，以下就对一~四级抗震的剪力墙构造边缘构件的配箍方式进行具体的比选分析。

高层住宅一般约30层，总高约100m。大部分属于A级高度，6~9度的抗震等级为一~四级。

住宅标准层的墙厚一般为200mm，构造边缘构件的长度一般为400~500mm。

现取典型截面200x400进行比选，采用自编Excel表进行定量计算分析，其中已考虑钢筋搭接长度、接头数量、钢筋间距匹配、箍筋（拉筋）弯钩等的影响。表格部分截图如下

主要对比结果摘录如下表：

一级抗震剪力墙200mm厚：

配置方案	规范要求		实际配筋			每米墙高钢筋重量(kg/m)
	箍筋	水平筋	箍筋	附加箍筋	水平筋
封闭箍+水平筋分别设置	Φ8@150	0.25%	Φ8@150	无	Φ8@200	5.97
开口箍与水平筋搭接			Φ8@300	Φ8@300	Φ10@300	5.04
水平筋弯折互钩			无	Φ8@300	Φ10@300	5.32

二级抗震剪力墙200mm厚：

配置方案	规范要求			实际配筋			每米墙高的钢筋重量(kg/m)
	箍筋	水平筋	箍筋		附加箍筋	水平筋
封闭箍+水平筋分别设置	Φ8@200	0.25%	Φ8@200		无	Φ8@200	4.91
开口箍与水平筋搭接			Φ8@200		无	Φ8@200	2.52~4.37
水平筋弯折互钩			无		无	Φ8@200	3.24

注：开口箍与水平筋直径相同，可采用全墙长封闭箍、墙中部1个搭接区、墙端2个搭接区等做法，钢筋用量逐渐增加。

三级抗震剪力墙200mm厚：

配置方案	规范要求			实际配筋			每米墙高的钢筋重量(kg/m)
	箍筋	水平筋	箍筋		附加箍筋	水平筋
封闭箍+水平筋分别设置	Φ6@200	0.25%	Φ6@200		无	Φ8@200	3.51
开口箍与水平筋搭接			Φ6@200		无	Φ8@200	2.12
水平筋弯折互钩			无		无	Φ8@200	2.93

四级抗震剪力墙200mm厚：

配置方案	规范要求			实际配筋			每米墙高的钢筋重量(kg/m)
	箍筋	水平筋	箍筋		附加箍筋	水平筋
封闭箍+水平筋分别设置	Φ6@250	0.2%	Φ6@250		无	Φ8@250	2.81
开口箍与水平筋搭接			Φ6@250		无	Φ8@250	1.67
水平筋弯折互钩			无		无	Φ8@250	2.34

以上每米墙高的钢筋用量差值，乘以层高，即为单个构件的节省量。

案例分析：30层剪力墙住宅，标准层建筑面积500m²，3级抗震。含墙率5%，每层的墙体面积25m²，墙厚200mm总墙长约125m，按平均长度3m计算约41段墙肢82个构造边缘构件。“开口箍与水平筋搭接”节省量约0.68kg/m²折合4.10元/m²，全楼可节省约61500元；“水平筋弯折互钩”节省量约0.29kg/m²折合1.71元/m²，全楼可节省约25650元。

通过以上的定量比选分析可知，采用“开口箍与水平筋搭接”的做法，节省成本已接近优化方案级别、可取得较明显的经济效益；且该做法在设计图集、施工图集里面均已纳入，设计、图审、施工等均有国家标准作为依据。值得大力推广应用。

知识点：剪力墙构造边缘构件配箍方式优化

剪力墙约束边缘构件的简便合理配箍