钢结构初步设计方案范文第1篇

关键词：限额设计；方案比选；经济优化；钢筋

中图分类号：TU723文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）13-0045-02

我国目前项目成本分为：估算、初步设计概算、施工图预算、竣工结算。现在的成本控制的阶段是在施工图完成之后才开始，但众所周知，施工阶段的管理对成本的影响也只占建安成本的5%～8%，而设计阶段对成本的影响却远远大于这个比例，工程设计费占总投资的1%，却对工程造价影响的程度占75%。说明限额设计能有效管理。

1相关概念及工作方法

限额设计按批准的可研报告及投资估算控制初步设计，按照批准初步设计总概算控制技术设计和施工图设计，同时各专业在保证达到使用功能的前提下，按分配的投资限额控制设计，严格控制不合理变更，保证总投资额不被突破。

限额设计的目的是提高投资控制的主动性，因而贯彻限额设计，重要的一点是在初步设计和施工图设计前就对各工程项目、各单位工程、各分部工程进行合理的投资分配，控制设计。

限额设计正确理解如下：

第一，限额设计需要开发企业对项目定位准确。从设计任务书上要有明确的产品要求，包括对产品使用者的详细描述，各个部分的配置标准，最好可以明确每部分的限价，比如某项目园林景观是重点，地下室车库不受目标消费人群的关注，就可以分别限价。

第二，限额设计需要开发商和设计有效多次沟通。设计师一般都是按最保险的方案及参考一些先前的设计模板来进行方案设计，按规范标准上限来进行设计，这个理念和开发商的成本控制的想法肯定是冲突的。故尽量要在设计过程中要多沟通，沟通要把控在关键环节上。提倡将一个项目细化成多个分项工程，分步骤多次和设计单位沟通，让双方对彼此的想法都有一个很好的认识，只要当甲方也了解到当时设计师的想法的时候，再联系成本的要求就能够给设计师提出可行的意见，而不影响设计师的整体设计思路，从而达到成本控制的目的。

第三，建立健全设计单位的经济责任制，实行“节奖超罚”。奖惩制度要放到关键地方，要作为对效率、成本控制方面的激励，一定要抓到关键环节上，提高投资效益推行限额设计。

2实际案例

本案例是开发商请的预算咨询公司和设计院双方互动，如何实现限额设计。预算咨询公司在初设阶段做出方案后介入，尽快计算出材料用量，并及时反馈给设计院，而设计院得到材料用量后可对方案做出调整提交预算咨询公司，该司再做出材料用量，如此反复、互动，做到了材料用量的优化。这种作法充分发挥了设计院的主导作用，不干扰设计院的思路，深受欢迎。

2.1方案阶段——方案比选

在多方案比选时，传统上一直更加注重建筑的实用与美观，而对结构的多方案比选重视不够；即使采用了结构的多方案比选，因各结构方案的经济效益情况计算结果需要花费较长时间和较大人力成本，往往没有真正采用结构的经济性结果来比较而只是根据经验进行大致的判断。造价与设计是有关联的两个专业方向，同时也是有不同侧重点的两个方向，设计时根据经验判断其经济性的结果常常带来很多问题。

我们将造价控制引入设计的方案阶段，在方案比选时能及时、准确地将各方案的钢筋含量、混凝土含量进行分析，把对应的经济造价计算出来，列表对比，对各方案的经济性一目了然，能让结构的方案比选真正考虑到其经济性。

结构方案比选阶段案例（表1）：

2.2经济优化

现在对成本要求越来越高，定量设计已经成为一种趋势，而钢筋是建筑造价中的权重很大，因此不管是开发商，还是设计院，都对钢筋含量非常重视，尤其是钢筋、混凝土的含量要求明确写在设计合同中。因此在结构方案确定后，往往需要对方案进行进一步经济性优化，尤其是钢筋部分，以达到满足结构要求下的钢筋更省、经济性更优。

我们在配合设计院的优化工作时，在设计院提供结构方案后，能很快反馈优化前后整体钢筋含量及各部位钢筋优化结果，能让设计院在优化工作中的经济性更加明确、方向性更强。

经济优化案例（表2）：

2.3预算与设计互动的结果

根据以上二个案例，展示了我们在设计的各阶段与设计院互动配合的各个过程，各阶段的造价控制显示了其经济性。如：

多方案比选中，四个方案的结构部分造价分别为703.36、592.94、532.26、620.77（元/m2），最大差异达到171.1（元/m2）。也就是说通过选择合理的结构方案，可节省投资达32.14%。

在优化阶段，经过我们的工作，可以清楚看到各数据：优化前钢筋含量为53.22kg/m2，优化后钢筋含量为45.55kg/m2，本次优化使钢筋用量减少了7.67kg/m2，节省投资比例为16.8%。

从结果文件来看，越在设计的前期，限额设计对工程投资的影响越大，成本控制越明显。

3结论

限额设计能有效提高投资效益，但限额设计也存在不足。忽视了全寿命周期成本和限制了设计人员的创造性。故采用如下方法合理化：第一，合理确定设计限额。在各设计阶段运用价值工程原理进行设计，尤其在可行性研究、方案设计时，加强价值工程活动分析，认真选择出工程造价与功能最佳匹配的设计方案。如发现有更好设计方案，可适当增加投资，可获得功能大改善的设计方案；第二，合理分解和使用投资限额。现行限额设计的投资限额（限额设计目标）大多以可行性研究投资估算造价的10%作为调节使用。可以根据项目的具体情况适当增加调节使用比例，这样对设计过程中出现的具有创造性、确有成效的设计方案脱颖而出创造了有利条件，也为好的设计变更提供了方便。

参考文献

[1]谭德精，等．工程造价确定与控制[M]．重庆大学出版社，2004．

[2]陶燕瑜，等．工程技术经济[M]．重庆大学出版社，2010．

[3]陈丽民，牛小杰．浅谈限额设计在工程设计中的应用

钢结构初步设计方案范文第2篇

关键词：建筑施工；现浇钢筋混凝土；结构裂缝

现浇钢筋混凝土结构作为当前建筑工程施工中主要的建筑结构，其施工质量的好坏将会对建筑物的使用性能产生直接的影响，甚至还会对建筑主体结构的稳定性构成极大的威胁与破坏。而就目前现浇钢筋混凝土结构施工现状来看，因为很多施工单位的质量控制意识薄弱，施工工艺水平较低，再加之结构设计不合理等问题的存在，导致现浇钢筋混凝土结构在后期的使用过程中，出现了大小不一的裂缝，大大降低了建筑工程的服务质量。因此，本文重点对建筑施工中现浇钢筋混凝土结构裂缝进行了探讨分析，从而得出以下相关结论，以供参考。

1 设计人员必须在思想上高度重视裂缝控制问题

很多建筑设计人员在对现浇钢筋混凝土结构进行设计时，主要是通过利用计算机系统得出计算结果，并未考虑到实际工程施工过程中存在的不确定因素，甚至并没有对混凝土约束拉应力、混凝土收缩等关键问题给予高度重视，只是完全依赖于计算机软件结果，单方面注重了建筑物的使用功能方面，缺少裂缝预防控制意识，这就导致一些结构部位频繁出现裂缝。而在借鉴作用下产生裂缝时，很多设计人员普遍认为是与设计质量无任何关联的，这是因为他们所设计的施工图纸完全达到了国家规范的规定要求。然而，这种认知必然是错误的想法，在我国现行的混凝土结构设计规范中，关于裂缝控制的条文要求并不多，尽管满足了规范设计要求，但并不是可以对所有间接作用产生的施工裂缝进行有效的控制。所以，这就需要设计人员应当站在全局角度上看待问题，切实结合工程实际情况，在对现浇钢筋混凝土结构设计的同时，采取一定的裂缝防治措施。

2 裂缝控制措施应强调概念设计

近年来我国虽然出版和发表了不少有关间接作用原因产生的裂缝控制书籍和论文，其中还有一些文献专门论述了采用计算方法确定混凝土的约束拉应力、伸缩缝间距、防裂钢筋数量等内容，这无疑从理论上有助于裂缝控制工作的进步。但是这些计算方法均基于考虑简单的工程情况，而且其中涉及混凝土材料性能、工程中的环境温度变化情况、结构刚度、地基的水平阻力等的参数较难准确取值。因而计算结果的准确性受到很大影响。由于实际工程的复杂性、混凝土材料性能受到多种因素变化的影响，工程中的环境温度变化的不确定性，使计算公式的计算结果在很多情况下只具有参考价值。因而基于目前科学技术的发展水平，关于间接作用原因产生的裂缝控制措施主要依赖于总结工程经验而得的概念设计结果。

3 总结工程中的裂缝控制经验，进一步完善概念设计

工程经验表明，不同类型的现浇钢筋混凝土结构房屋由于间接作用的原因产生的裂缝具有某些规律性。其特点是多发生在混凝土因约束产生的拉应力较大部位，通常和承受荷载的关系不明显。而且这些裂缝往往不会严重影响结构受力性能，但会影响结构的耐久性甚至影响正常使用。因而结构设计人员仍需采取有效措施对这类裂缝进行控制。

对易出现裂缝的部位，目前在设计中通常采用了“放”、“抗”或“抗放结合”的控制裂缝措施，工程经验表明在与材料、施工等部门密切配合的情况下，可取得较好的效果。“放”就是释放或减小上述易裂部位混凝土截面内的约束拉应力，这类措施包括对平面长度较长的房屋采用伸缩缝，或采用设置若干个后浇带、加强带等方法。在这类措施中实践证明尤其以分割方法可取得较好的控制裂缝效果，但是它却往往受到使用条件不允许分割的限制而不能普遍采用。

4 结构设计人员应该尽早介入建筑方案和初步设计工作

可以说，建筑方案设计初期阶段对于整个工程设计有着至关重要的影响，更是与后续其他结构设计专业工作的正常进行相关。所以，建筑设计人员在对建筑方案进行初步设计时，就应该充分考虑到裂缝控制和抗震设计等重点问题，并与其它专业的设计人员进行共同讨论交流，及时对现浇钢筋混凝土结构的设计方案进行修改。其次，要特备加强对结构约束拉应力的控制，由于大部分的建筑设计人员通常都会从自己的专业角度出发，以此来对建筑方案初步设计的合理性进行考量，常常忽略了对其他设计专业的了解掌握，使得现浇钢筋混凝土结构设计方案存在着一定的缺陷。因此，在实际的结构设计工作中，各专业的设计人员要积极探讨交流，共同对裂缝控制问题进行配合协作。

5 注意改进防裂钢筋的构造

目前在某些工程设计中可以见到为了防止双向矩形板在房屋端部阳角发生45°的裂缝，该部位除设有正交的沿板两个跨度方向的双层双向钢筋外，还在板的上部设有附加放射形短钢筋，其长度一般不超过1.5m。这些短钢筋通常绑扎在板角部纵横向负钢筋的上方，其位置影响了角部负钢筋应置放的正确位置，因而减少了角部纵横向负钢筋的有效高度，使其不能充分发挥作用。实际上足够的纵横方向的钢筋的合力已能很好地抵抗板垂直于板角45°处混凝土的约束拉应力、并在该处形成裂缝后能起到抑制裂缝开展的作用。

另外，我国目前仍旧有部分建筑工程设计并没有对楼板内沿预埋电气线管裂缝采取有效的防范措施。因此，当板厚度较薄时，再加之预埋线管径较大，线管多等问题，导致混凝土截面出现裂缝现象。所以，笔者通过多年实践工作经验提出建议，设计人员在对钢筋构造进行设计师，应该全面掌握管径与板厚的实际情况，事先设计出有效的防裂构造，同时要对钢筋长度和间距进行严格控制，确保钢筋两侧的锚固长度≤30d，从而达到理想的防裂效果。

结束语

综上所述，可以得知，引起现浇钢筋混凝土结构裂缝的因素有很多，而无论是哪一种问题发生，都将会对建筑整体结构的安全性产生极其不利的影响。因此，无论是在设计阶段，还是实际施工过程中，施工单位都要加强对各环节的质量控制，可以通过参考以往同类型工程实例，对其中已发生的危害问题进行深入的分析思考，从而采取相对应的解决措施，确保建筑工程的施工质量。

参考文献

[1]张宗，王焰华.地下空间结构裂缝控制与防水新技术[J].黑龙江科技信息，2012（28）.

钢结构初步设计方案范文第3篇

在隧道的设计中，该隧道在进行左、右两条线路的设计时需要采用分离式双洞单向三车道这一隧道方案，保证这两条隧道的间距为65～30m，并且要在出口地段设计为小净距隧道。这一隧道除了出口段在曲线上外，其余地段的隧道都在直线上。其次，在进行隧道纵断面的设计时，要综合考虑一系列因素，比如隧道内的交通条件和行车安全以及防灾救援等因素，尤其是对于如何解决施工排水的问题，要进行充分的考虑。在进行隧道纵断面的设计时需要采用相应规格的人字坡，这样才能改善施工条件和运营环境。要注意的是，隧道主洞及隧道内其他各种洞室的建筑限界都要满足施工规范的条件和要求，并且要保证隧道内各项设备和建筑限界的距离，不能对其出现侵占的现象。隧道内路面要保证为-1.5%的单面横坡，为了保证隧道净空断面的施工不受路面横坡变化的影响，在施工时要采用绕旋转轴整体旋转的方式。要保证以建筑限界为基础来进行隧道内各洞室的内轮廓的施工,在这一过程中要考虑衬砌结构的各种特性，一是受力特性、二是围岩变形特征、三是装修、工程造价以及安装各种营运管理设施的要求等等，在进行主隧道、紧急停车带以及车行横通道的施工时要采用三心圆断面的形式，在进行人行横通道的施工时采用两心圆断面的形式，在进行隧道内变电所的施工时采用单心圆断面的形式。

2.歇马隧道洞口的施工

在进行隧道洞口的设计时，除了进行因地制宜的设计外，还要考虑到一系列的相关因素，一是洞口工程与周围景观的方面，要保证其与地形地貌能够协调，二是要尽可能避开不良地质和高边坡的地段，三是在隧道外形上最好设计为洞门型式，这样可以形成综合全线景观，还有就是对于人文要求以及环境保护等等。最后，在设计隧道洞身的方案时，要采用新奥法，在施工的初期采用锚网为支护手段，并配合钢拱架的利用。在设计方案中，要根据地质的情况和结构的耐久性等因素，要在施工的过程中采取仰拱超前于拱墙施作，并且拱墙要进行一次性衬砌然后及时封闭成环。

3.隧道洞身结构的施工

在进行歇马隧道洞身的施工时，有两个步骤，一是初期的支护施工步骤。在进行施工之前，要按新奥法的施工原理进行施工方案的设计，在施工初期进行洞身支护的时候要以锚、网、喷这些设施为主要的支护手段，并且还要利用超前支护和钢拱架这些手段作为保障，在进行洞身施工的过程中要注意合理利用围岩的自承能力，并且要随时进行支护参数的记录，这样在进行综合考虑工程水文地质条件和埋置深度以及结构跨度时能够运用这些参数和工程类比法这二者的结合进行施工方案的拟定。首先是系统支护的施工。第一，隧道的拱部以及隧道的边墙都要采用Φ22药包锚杆，并挂设钢筋网来形成组合受力的体系，这样可以根据地层岩性确定支护锚杆及钢筋网的参数，在进行喷混凝土的施工时要采用湿喷技术。第二，要进行洞身结构的加强支护。在Ⅲ级围岩地段进行施工时要采用全环格栅钢架加强支护。在进行Ⅳ级围岩地段的施工时要采用I16全环型钢钢架。在进行浅埋与偏压及围岩较破碎地段进行施工时要采用I20b型钢钢架，此时拱部要采用准42小导管或者准108大管棚进来进行加强支护。二是二次衬砌施工的步骤。施工前要考虑地质情况和结构的耐久性的因素，注意全隧在进行二次衬砌的施工时都要采用有仰拱钢筋混凝土来进行全环衬砌，并且要确保施工的质量和安全，因此在施工中要进行拱墙的一次性衬砌，然后要及时将其封闭成环。二次衬砌施工的方法采用整体式模板台车进行施工体的整体浇筑。在进行二次衬砌的灌筑时需要在隧道的拱顶预留充足的压浆孔，然后对衬砌背后进行充填注浆的施工，这样可以保证二次衬砌与初支壁面密贴。在整个洞身结构的施工中，除了明洞以及削竹式洞门地段需要采用整体式钢筋混凝土衬砌结构外，其余的像暗洞这些普通的地段都要采用复合式衬砌结构，另外要注意衬砌的安全性，在交通发达的地段要采用钢筋混凝土来加强衬砌结构，另外还要注意地质情况，如果出现围岩较差的地段，进行衬砌施工时要向较好地段延伸10m作为工程的过渡地段。

4.小结

钢结构初步设计方案范文第4篇

关键词：墙架柱；托架；抽柱

中图分类号：TU274 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0001-02

随着国家提倡节能减排、绿色建筑以及减少建筑垃圾排放的号召，建筑业的发展已由大规模的新建时期转移到新建与旧有建筑维修、改造、加固并重时期。部分工业企业的旧有技术已阻碍了生产进步，影响了产品质量的提升，也制约着经济效益。而其中某些厂房由于使用功能的改变、生产工艺的改变、设备的更新、或是在原有厂房的基础上，再续建新车间，二者共同来实现新的工艺要求。这就需要对原有厂房的布局进行改造，增加某部分的使用空间，托梁（架）抽柱[1]这项技术能有效的解决扩大柱距这一问题。

1 工程概况

2009年，由我公司承担的抚顺某机械设备制造有限公司（大型螺纹环锁紧式换热器）搬迁扩能改造项目，为新建及搬迁项目，车间全长478.4 m，跨度75 m，檐口高度为28.7 m。主厂房车间建筑面积为46 387.2 m2。该厂房为三连跨排架结构，屋架为轻型钢屋架及钢梁。厂房基本柱距为12 m。其中20 b线至37线交C轴、D轴利用旧有厂房钢柱搬迁，吊车吨位及工作制与旧有厂房相同，因此不需进行新的设计。

厂房平面布置，如图1所示。该厂区原计划分两期建设，1～20 a轴为先建部分，20b-41轴为后建部分。因此在20 a轴线山墙最初设计时，作为临时封闭措施，仅设计了4.5 mx4.5 m的大门。

该厂房下柱、中柱采用钢管混凝土双肢格构柱，上柱均采用焊接H型钢柱。钢材选用Q235B，钢管内混凝土强度等级为C40。厂房外墙采用组合压型钢板，墙面檩条采用冷弯薄壁卷边C型钢，钢材选用Q235B。对于20 a轴临时墙架柱采用双肢钢管格构柱。原设计考虑待20 b至41线建设完成，拆除20 a线的墙面，保证厂房贯通完整。

但是到2010年底，该公司由于资金问题，20 a轴以后的厂房暂缓建设。为了保证容重车间的运输功能，需要在原设计的20 a轴临时墙架中部开设一大门。业主要求即便以后建设20 a轴之后的部分厂房，仍可利用该大门作为两个车间的运输通道，该墙面也不需拆除。因此大门洞口尺寸要尽可能的大，最后定为9 mx9 m洞口，如图2所示。由于该厂房已经投入生产使用，故要求设计时应综合考虑施工方便，施工周期短，不影响厂区生产。

2 设计方案的选取

业主最初的想法是用焊接H型钢换掉新开门洞处被截断的钢管格构墙架柱。若采用业主的建议，施工工程量较大。首先得拆除新开洞口所在位置的全部墙板及墙梁，然后才能换掉已有的墙架柱，最后还需要恢复拆除部分的墙面系统，达不到施工简单、施工周期短的要求。

经过仔细考量，进一步分析，由于新开洞口很大，此部分必须设置相关构件以承载洞口上方相关区域的荷载，且还需考虑如何把要拆除的墙架柱和需要设置的构件结合起来，达到既施工方便、周期又短的目的。

新开洞口两侧的柱距为12 m，若采用设置托梁的设计方案，因跨度较大，则托梁所需的截面会很大，且施工较困难，不好操作。

考虑原有山墙墙架柱在墙面外为双肢格构柱，若采用托架，则构件轻巧，平面外的稳定也容易满足。托架平面外支撑布置，如图3所示，综合评定，此方案能够满足要求[2]。

3 设计计算

对于新增加托架TJ-1承担的荷载以竖向荷载为主，主要为拟拆除洞口上方墙架柱及墙面材料的自重P=40 kN，作为集中力作用在托架跨中。由于墙面荷载左右均匀布置，故托架采用豪克式桁架，使桁架斜腹杆均处于受拉状态，按照《钢结构设计规范》GB50017-2003表5.3.9受拉构件容许长细比取250，若是按受压构件则长细比容许值为150。杆件按受力及长细比控制的截面将比受压状态计算的小很多。构件变形值

3.6 mm

满足规范要求[3]。

经计算，采用托架形式，截面应力也较小，且各项指标均满足结构设计要求。

山墙在风荷载作用下，托架水平支撑计算：由风荷载产生的力FW=17.5 kN，该集中力作用在跨中位置。采用PKPM计算，托架水平支撑在风荷载下的构件应力、节点位移也均满足结构设计要求。

4 节点构造处理

连接节点处理上：①钢管柱与托架采用铰接连接，该连接只向两侧墙架柱传递竖向荷载，不传递弯矩，能充分利用已有钢柱的强度。同时铰接连接施工简单，容易操作。②作为托架中间竖杆的原有钢管柱，由于9 m标高以下部分被切除，此处为开口截面，在托架TJ-1左右下弦杆拉力作用下，容易撕裂。因此在连接形式上采用环形节点板连接，连接节点板为一个整体，对节点处钢柱起到环向约束的作用，避免环向应力过大导致钢管撕裂和柱承载力的下降，试验证明该连接方法具有优越的受力性能[4]，连接节点设计如图3所示。

5 施工步骤

①第一步拆除拟开洞口部分（11.100 m标高以下）的墙板及墙面檩条；

②第二步安装托架TJ-1；托架制作时应预起拱L/3 000；

③第三步现场安装托架间水平支撑；

④第四步截断拟开洞口处的墙架柱；截断处用12 mm钢板封堵端口；

⑤最后恢复多拆除部分的墙面系统。

6 结 语

每个工程都有自己的特点，所以托梁（架）抽柱的方案也应根据实际的工程情况选取。

①本案例中需要拆除的柱子为钢山墙柱，在考虑设置托梁（架）时，综合利用原有柱子，作为新设托架的一部分，结构设计上可行，施工上操作简单。

②由于大部分托梁（架）抽柱的改造工程都安排在厂区设备检修期间，而检修期一般都不会太长，这就需要前期的准备工作都应在停产前准备完成。因该工程中构件均为钢构件、且墙架柱承受竖向荷载有限，在设计时承载力富裕较多，而是以与稳定相关的长细比作为控制指标，因此该案例中托架两侧的钢柱并不作强度加固，而长细比仍然满足现行规范要求。

③为了实施合理的托梁（架）抽柱方案，实现荷载的有效转移，保证截柱过程以及截柱后厂房结构的安全性，托梁（架）抽柱及结构加固施工方案也很重要，因此设计应给出托梁（架）抽柱的施工顺序，确保施工过程的安全性。

参考文献：

[1] 黄慧平.抽柱施工技术探讨[J].建筑科学，2008，（16）.

[2] 吴铁汉，陈岚，袁精玲.厂房改造中大跨度托梁抽柱的设计与施工[J].工 业建筑，2002，（11）.

钢结构初步设计方案范文第5篇

关键词:小高层住宅;短肢剪力墙

一、工程概况

长春某住宅小区，总建筑面积120000m2左右，由15栋小高层组成。主体结构为地上十二层，无地下室，层高3.00m，为普通住宅，单栋建筑面积8000m2左右。开发商为了尽可能的增加性价比，要求设计对结构方案进行优化，并要求在满足安全和适用的前提下，主体结构用钢量控制在50kg/m2以内。为了满足开发商的要求，设计作了以下三个方案的比较，并从中优选出最优方案。

二、方案一：采用框架-剪力墙结构

本方案的特点是依据建筑平面布局设置框架柱和剪力墙，框架-剪力墙结构同时兼有框架、剪力墙结构的优点，在办公类高层建筑中应用相当普遍。经初步计算，按此方案设计，主体结构用钢量为47kg/m2左右。但此方案缺点是住宅室内露柱露梁，浪费室内空间，销售价格比剪力墙结构的要低，影响后期销售。

三、方案二：采用普通现浇钢筋混凝土剪力墙结构

本方案的特点是依据建筑平面布局设置钢筋混凝土抗震墙，对较长的墙开结构洞将其分为联肢墙，使各墙段的刚度均匀，由于抗震墙较多，可以构成整体抗侧力很强的体系，对较高建筑抗震特别有利。但若房屋高度不大，反而会造成因刚度过大而招致较大的地震作用，而且造价也会增大。而且，经初步计算，按此方案设计，主体结构用钢量为60kg/m2左右，并非是理想的方案。

四、方案三：短肢剪力墙结构

近年来，随着人们对住宅，特别是小高层及多层住宅平面布局与空间的要求越来越高，原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。于是经过不断的实践和改进，以剪力墙为基础，并吸取框架的优点，逐步发展而形成一种能较好适应小高层住宅建筑的结构体系，即所谓“短肢剪力墙”结构体系。“短肢”剪力墙仍属于剪力墙结构体系，只不过是采用较短的剪力墙肢（短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙），而且通常采用t形、l形、］形、+形等。当这些墙肢截面高度与墙厚之比小于等于3时，它已接近于柱的形式，但并非是方柱，因此称之为“异形柱”。故从广义角度讲，宜将这种结构体系称之为“短肢剪力墙——筒体和一般剪力墙结构体系”。另外所谓“筒体”就是以楼电梯间所组成的钢筋混凝土核心筒；所谓“一般剪力墙”就是指墙肢截面高度与墙厚之比大于8的剪力墙。本方案的特点：结合建筑平面、利用间隔墙位置来布置竖向构件，剪力墙的数量可多可少，剪力墙肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；由于减少了剪力墙数量，而代之以轻质填充墙，不仅房屋总重量可以减轻，同时也可适当降低结构刚度，使地震作用减小,这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震较为有利,同时也可降低工程造价,还可加快施工进度。这种结构体系通常视建筑平面及抗侧力的需要，将中心竖向交通区处理成为筒体，以承受主要水平力。经初步计算，按此方案设计，主体结构用钢量为48kg/m2左右。

从以上三种方案的分析比较可以看出，无论是建筑合理还是经济指标，第三方案均优于前两方案，更为经济合理，故本工程最终采用了短肢剪力墙结构。

五、短肢剪力墙结构设计时应注意的一些问题

由于短肢剪力墙在地震区应用经验不多，为安全起见，《高层建筑混凝土结构技术规程》（jgj3-2002）对这种结构抗震设计的最大适用高度、使用范围、抗震等级、筒体和一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率等均作了相应更为严格的规定。此外，短肢剪力墙结构在设计时要选择适合的计算软件，合理地选择计算分析方法，确定计算模型和相关参数，并加强对计算结果合理性判断，特别要加强概念设计，对一些不利部位加强构造措施。在符合规范要求的情况下，经过合理的计算和设计，短肢剪力墙结构就能够达到良好的效果。短肢剪力墙结构设计时应注意的主要问题如下：

高层点（板）式住宅采用短肢抗震墙结构体系，只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系，但在地震区，高层建筑中，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，要求设置剪力墙筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体和一般剪力墙共同抵抗水平力的结构。

短肢墙的布置应合理、对称、均匀，力求质量中心与刚度中心重合。

短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，因此应加墙其抗震构造措施，如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率。

主要抗侧力结构（筒体或长墙）一般利用楼、电梯间，但要注意刚度的均衡性，不要集中在一处布置，使建筑产生过大的扭转效应。同时筒体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线。为了确保水平力可靠传递，核心区楼板适当加厚，与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小（一般取4~6m），使其具有一定的耗能作用。

短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸要适当，墙肢截面高度与厚度之比宜在5~8左右为好，且墙厚不应小于200mm，当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时，应按柱的要求进行设计。短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6、0.7，对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，因其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。

短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级采用，主要目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性。

对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应按规范调整，其他各层也要调整，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，主要目的是避免短肢剪力墙过早剪坏。

短肢剪力墙——筒体和一般剪力墙结构体系，电算分析力学模型建议采用高层建筑结构空间有限元分析软件satwe,按短肢剪力墙结构体系考虑。短肢墙之间的梁应根据跨高比的不同分别按连梁、框架梁计算内力和配筋（即一般情况下当短剪力墙洞口形成的跨高比小于5的连梁，应按连梁进行设计；当跨高比不小于5时，宜按框架梁进行设计）。短肢墙仍属于剪力墙的范畴，配筋可采用一般剪力墙的计算方法，但是对于长宽比小于3的短肢墙则必须按柱的方法进行设计。注意整体计算需考虑填充墙对结构基本自振周期影响，折减系数可取0.9~1.0

如前所述，由于近年兴起的短肢剪力墙结构既有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，控制用钢量，取得良好的经济效果，故受到了开发商的认可和喜欢，并越来越多地应用于小高层住宅的设计之中。

参考文献

[1] jgj3-2002，高层建筑混凝土结构技术规程，北京，中国建筑工业出版社，2002。