Page 87 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究
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第三章 现代建筑钢筋混凝土结构设计
建筑剪力墙结构设计方案的可行性。
2. 剪力墙结构设计
剪力墙结构是一个双向设计形成的空间结构,对于抗震设防区的设计,必须确保
双向设计方向和刚度的一致性,并保证剪力墙平面分布的均匀性,使刚度中心与质量
中心尽量重合,最大化降低建筑的扭转效应,结合建筑工程实际情况调整墙肢长度以
及连梁高度,将刚度中心位置控制在合理范围内。剪力墙有着良好的抗侧移性能,结
构自振周期相对较短,但需要承受的水平地震作用较大,因此可能会影响结构稳定性。
因此,设计人员可充分发挥剪力墙抗侧移刚度以及承载性能的优势,在进行设计剪力
墙结构时,适当减小纵横墙体的厚度,或是采取主次结构设计的方式,加大墙体之间
的距离,使整体墙体数量下降,加强对抗侧移刚度的控制,最大化降低结构重量,最
终合理控制墙体水平地震剪力。剪力墙结构最为明显的特征就在于其平面刚度以及承
载力方面,但是平面外刚度以及承载力相对较低,若将剪力墙与平面外方向梁相连,
将会导致墙肢外平面外弯矩有所增加;若梁高超出墙体厚度的 2 倍以上,此时产生的
梁端弯矩将会直接影响剪力墙结构的安全性与稳定性,因此设计人员必须保障设计方
法的合理性,为剪力墙结构的安全性提供保障。一般情况下,若梁截面不大时,可采
取梁端半刚接或铰接的方法来增强对墙肢平面外弯距的控制。
3. 长墙肢处理
基于剪力墙结构的墙肢长短可能会对整体结构耐久性与稳定性产生影响,为防止
剪力墙结构受到破坏,需要对部分较长的剪力墙采用分层间隔的形式进行设计,将其
划分为一定数量的固定墙段,保障剪力墙承载性能要求。而长度较短的剪力墙,一般
在弯矩作用下产生裂缝的概率较小,因此可进行配筋设计,增强剪力墙的支撑力与强
度。例如,可开设施工洞,完成施工后对洞口进行砌填,使长墙肢成为短墙肢;还可
以在计算剪力墙结构时,在较长墙体中留洞,将小墙肢配筋的效果最大化发挥出来。
4. 剪力墙墙肢厚度控制与配筋
剪力墙墙肢的高度与宽度相对较大,但是厚度通常不大受力特点类似于柱结构,
但是在长度和厚度方面存在一定差别。若墙肢长宽比不超过 4,则可根据柱的结构设
计原则进行设计;若墙肢长宽比超过 4 且不超过 8,则可将其视为异形柱,采用双向
受压结构开展设计,若墙肢长宽比超过 8,则按长肢剪力墙的结构设计原则进行设计。
对于剪力墙墙肢厚度的设计,需要严格遵守抗震设计规范及相关规范要求,结构
底部加强部位抗震等级处于 1—2 级时,墙体厚度必须在 200mm 以上,其需要在层高
的 1/16 以上,其他结构的墙体厚度需要在 160mm 以上;若墙端未设置翼墙,则墙体
厚度必须在层高的 1/12 以上。但是这种规律并不能完全适用于高层建筑,如建筑层数
处于 5 ~ 15 层时,墙肢受到重力荷载的作用,其轴压比一般在 0.2 以下;经过计算后,
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