浅谈小高层住宅设计

建筑科学　浅谈小高层住宅设计　于北一　（黑龙江省建工集团有限责任公司建筑设计院　黑龙江哈尔滨　１　５００４６）　摘要：近期，小高层住宅大量涌现，如何在设计过程中使结构方案经济合理已成当务之急。由于目前的高层住宅结构设计大多数是根　据已经确定好的平面和竖向布置，先假定好构件尺寸，通过电算，电算一觳是个别指标超限，则对这部分进行调整，至于整个方案是否完善，　构件尺寸假定是否太大，则心中无底。　关键字：４、高层　住宅　设计　中图法分类号：Ｆ４０７．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４—０９８ｘ（２００８）０５（ｂ）一０１　１０－－０１　近期，小高层住宅大量涌现，如何在设计　过程中使结构方案经济合理已成当务之急。　比接近。在结构布置应避免一字形剪力墙，　若出现则应布置成长墙（ｈ／ｗ＞８）；应避免楼面　向钢筋配筋率加强区１．２％，一般部位１．Ｏ‰而　对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体，设计　由于目前的高层住宅结构设计大多数是根据　主梁平面外搁置在剪力墙上，若无法避免，则　已经确定好的平面和竖向布置，先假定好构件　剪力墙相应部位应设置暗柱，当梁高大于墙厚　尺寸，通过电算，电算一般是个别指标超　，则　的２．５倍时，应计算暗柱配筋，转角处墙肢应　对这部分进行调整，至于整个方案是否完善，　尽可能长，因转角处应力容易集中，有条件两　构件尺寸假定是否太大，则心中无底。很多时　个方向均应布置成长墙；规范中对普通墙及短　候都会产生不必要的浪费。　肢墙的界定是墙高厚比８倍以下为短墙，大于　８倍则为普通墙，这就引起高厚比为７．９倍及　１总体指标控制　８．１倍的两种墙的受力特性截然不同，而配筋　计算判断结构抗震是否可行的主要依据　亦大相径庭，这显得比较机械而不合理，因此　是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地　笔者建议布置长墙时高厚比能大于９。　震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风　３．２配筋及构造　荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩　对于小高层住宅来说，剪力墙是面广量大　是否在合理范围中。总体指标对建筑物的总　的，因此合理的控制剪力墙配筋对于结构安全　体判别十分有用。譬如说若刚度太大，周期太　及工程的经济性具有十分重要的作用。　短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪　ａ）剪力墙墙体配筋（以２００ｍｍ厚墙体为　费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的　例）一般要求水平钢筋放在外侧，竖向钢筋放在　使用。合理的刚度是多少，笔者建议对于小高　内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋　层住宅　／Ｈ取ｌ／２５００－ｌ／３５Ｏ０，刚重比在　率即可。笔者建议加强区①ｌＯ＠２００，非加强　ｌ　Ｏ—ｌ　５之间是比较合理的。周期约为层数的　区①８＠２００双层双向即可，双排钢筋之间采　０．０６－０．０８倍之间。另外，对结构布置扭转的　用①６＠６００×６００拉筋。但地下部分墙体配　控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼　筋则另当别论。因为地下部分墙体配筋大多　层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜　由水压力，土压力产生的侧压力控制，而由于　大于该楼层平均值的１．２倍，不应大于该楼层　简化计算经常由竖向筋控制，此种情况下为增　平均值的１．５倍。当然，笔者建议对于顶昙构　大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水　件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。　平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分　墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》　２基础设计　第４．１．６条规定：迎水面保护层应大于　目前的短肢剪力墙体系小高层由于考虑　５０ｒａｍ，且在保护层内按《混凝土结构设计规　埋置深度的要求，一般均设置地下室。基础则　范》第９．２．４条规定增设双向钢筋网片。在　采用桩筏基础。如何对桩进行合理选型，将对　这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验　整个地下室设计的经济性产生重要影响　例　算时有效截面高度仍按保护层５０ｒａｍ计算，笔　如某一工程，上部十八层带一地下室，根据勘　者认为是不妥当的。当采取了双向钢筋网片　察报告，采用①４００预应力管桩，可选桩长有桩　后，计算保护层厚度至少可按３０ｒａｍ来取值，　长２５ｍ，单桩承载力特征值Ｒａ－９００ｋＮ，桩长　这对节省墙体配筋效果相当明显。　３４ｍ，单桩承载力特征值Ｒａ＝ｌ３００ｋＮ。采用　ｂ）剪力墙按规范应设置边缘构件，一．二　２５ｍ桩需要２９０根，采用３４ｍ桩需要２００根。　级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一　从桩本身比较两种方案，总的桩延米数量相　层的墙肢端部应设置约束边缘构件；其余剪力　当，但采用２　５ｍ桩为满樘布置，筏板　需　墙应按《高层建筑混凝土结构技术规程》第７．　ｌ２００ｍｍ，而采用３４ｍ桩为墙下布置，筏板可　２．１　７条设置构造边缘构件。本节仅就构造边　减至９００ｍｍ，经济性明显。因此，笔者认为基　缘构件的配筋作一点讨论。笔者认为首先要　础选型应作方案比较，才能选定经济合理的方　区分剪力墙的受力特性及类别，即：普通剪力　案。而对于筏板厚度的取值，则应考虑桩冲　墙（长墙），短肢剪力墙，小墙肢和一个方向长肢　切，角桩冲切，墙冲切及板配筋等多方面的因　墙而另一方向属短肢墙来区别对待配筋。对　素。　于普通剪力墙，其暗柱配筋满足规范要求的最　小配筋率，建议加强区０．７％，一般部位０．５％。　３剪力墙设计　对于短肢剪力墙，应按高规第７．１．２条控制配　３，１布置　筋率加强区１．２％，一般部位１．０％；对于小墙肢　剪力墙布置必须均匀合理，使整个建筑物　其受力性能较差，应严格按高规控制其轴压　的质心和刚心趋于重合，且Ｘ，Ｙ两向的刚重　比，宜按框架柱进行截面设计，并应控制其纵　１　１　０　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　中往往就按长肢墙进行暗柱配筋，笔者认为这　并不妥当，建议有两种方法。其一，计算中另　一方向短肢不进人刚度，则配筋可不考虑该方　向短肢影响；其二，计算中短肢进人刚度，则配　筋中应考虑该方向短肢的不利影响。建议该　短肢配筋率加强区１．Ｏ％，一般部位０．８％。　Ｃ）剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，　在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行　设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更　大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底　或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述所示　情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高　度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太　高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相　应配筋亦较大，不合理。笔者建议，连梁高度　计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋　面，对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻　质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加一　根梁，两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称　配置，腰筋同墙体水平筋。　ｄ）目前，各设计院在剪力墙的楼层处均设　置暗梁，而对暗梁的作用及配筋亦各有理解。　笔者认为对于框架一剪力墙结构，如剪力墙周　边仅有柱而无梁时，则设置暗梁，并且要求剪　力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力　墙，抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结　构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗　梁对加强墙体整体性作用还是有的，但究竟有　多大则无从确定。因此笔者认为，就目前而　言，在楼层位置设置暗梁是可行的，但没有必　要设置太大断面及配筋，建议底部加强区断面　可取墙厚×３００，配筋上下各２①ｌ６，一般部位　断面可取墙厚×２５０，配筋上下各２①ｌ４即可。　总之，小高层设计时如何把握好合理性，　经济性至关重要。在规范允许范围内，合理把　握关键部位及次要构件，什么地方应加强，什　么地方可以放松，对于整个建筑物保证安全及　降低造价影响巨大，这也是我们在今后的设计　中要不断提高及改进的。