剪力墙连梁设计

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刍议高层建筑剪力墙的连梁设计

刍议高层建筑剪力墙的连梁设计
可 以连接相离的墙肢 , 第二种 就是连接框架柱 以及墙 肢 。连梁 的
1 连 梁 的介绍
水平方 向极 限承 载力随着构 件轴压 比 3 . 2 混 凝 土柱一 钢 筋混凝 土 梁节 点纵 向抗震 性 能研 究 构件轴压 比的增大而降低 ,
1 ) 轴 压 比的影响 。当节点混凝 土强度不 变时 , 构件轴压 比越 的提升而提升。 3 ) 钢筋混凝 土梁 T型 节点构 件轴 压 比对 混凝 土强 度较 高试 低, 节点 可以承受更 多次数 的重 复荷 载 , 同时节 点产 生 比较 大 的 塑性变形 , 节 点滞回曲线呈现 比较饱 满 的形 态。 当节 点混凝 土强 件的影响大于混凝土强度较低 的试件 , 对横 向加载试件 的影 响程 度不变时 , 构 件轴压 比越 高 , 节 点则 可 以承受更 少 次数 的重 复荷 度小于纵向加载试件 。
还有更 多 的其他作 用 , 比如 它 的连 重量的墙肢挤压 , 这种不均匀 的挤压也 会使得 连梁承 受 巨大 的压 是一个起到受力作 用 的构 件 , 接 , 可 以使墙与墙相互传力 , 从而使得相 离的墙体 之 间整体工作 。 力。所以在连梁设计 中采取许 多措施来 降低这种 压力 , 从而 减轻 连梁 的内力 , 增大连梁的寿命 。 连梁最主要的种类 有两种 , 种 类与其 功 能相互 对应 , 第一 种就 是
载, 同时节点产生 比较 小 的塑性 变形 , 节 点滞 回 曲线 呈现 相对 比 参考文献 :
较 窄的形态。
[ 1 ] 过 镇 海. 钢筋混凝土原理[ M] . 北京: 清 华 大 学 出版 社 ,
1 9 9 9.
2 ) 混凝 土强度的影响 。当节点轴 压 比不变 时 , 构件选用 的混
刍 议 高 层 建 筑 剪 力 墙 的 连 梁 设 计

浅谈合理设计剪力墙连梁的方法

浅谈合理设计剪力墙连梁的方法
工 程 科 技
・ 2 1 5 ・
浅谈合理设计剪力墙连梁的方法
杨 林 林
( 辽 宁阜新 市建筑工程施 工图设计文件审查 中心 , 辽 宁 阜新 1 2 3 0 0 0 )
摘 要: 高层剪力墙 结构体 系的连梁是 联 系各墙肢体共 同工作的重要构件 , 高层 建筑剪力墙连 梁的设计 受很 多 因素的制约 , 连梁的 内力和剪力墙 的 多少、 每片剪力墙 的水平力大小、 连 梁的刚度 、 与之相连的墙肢刚度等都有关 , 因此优化连 梁设计是保证剪 力墙各墙肢协 调 工作 的前提 。通过理论分析和设计 中采用过 的一 些成功 实例总结 出剪力墙连 梁合理设计几种可行的处理方法。 关键词 : 延性 ; 跨 高比; 耗 能; 塑性铰 剪力墙连系梁主要有 两个作用 。首先是在 正常使用 状态( 重力 及风荷载作 用 ) 下满足结构使用阶段的刚度要求 。此 阶段连系梁应 有足够的刚度 , 联系各墙肢共 同工作 。 其二是在地震作用下 , 需要联 系梁 首先 屈服 , 梁上形成塑性铰 , 耗散较大 的地震 能量 , 使结构获得 较大 的塑性变形能力——延性 。连梁上述两个方 面的作用 , 要求把 连梁设计成既“ 刚” 又“ 柔” 的受力构件 , 这给设计带来较大难度 。许 多工程 电算表 明 , 因剪力墙连梁设计不尽 合理 , 剪力墙连梁抗 剪不 足是 比较普遍 的现象 , 特别是在连梁高跨 比较小时更是如此 。现在 大部 分设计都是对 此采取放任的态度 , 未对连梁做特殊处 理。 在高层剪力墙结构体系设计 中,存在着大量 的剪力墙连梁 , 此 部分 的合理设计直接影 响到工程的经济技术指标 。 通过调整连系梁 双 梁 连 梁 截 面的刚度 、 配筋形式及受力 特征 , 使 整个结构体 系既保持相 当的 强度和刚度 , 又具备 充分 的延性 , 才能设计 出较好 的抗震结构形式 。 图 1 以下结合设计实践 , 提 出几种处理连梁构件的方法 。 1通 过调 节计算 系数实现连梁增加结构延性 的原则 1 . 1 连梁 刚度折减 : 连梁 由于跨高 比小 , 与之相连 的墙肢 刚度大 等原 因 , 在水平 力作用下 的内力往往很大 , 连梁屈服 时表现为两端 出现裂缝 , 刚度减弱 , 内里重 分布 。 连梁 刚度折减系数的意义就是考 虑连梁开裂后 的折算 刚度 。 实际上 只要该参数输入一个小 于 1 的数 值, 就 是允许 了连梁在 中震和 大震 作用下开裂 , 但是避 免在正常使 用状 态下连梁开裂 , 该值也不能太小 , 一般不宜小于 0 . 5 。 b - b 1 . 2抗震设 计的剪力墙 中连梁弯矩及剪 力可进行 塑性调 幅 , 以 设 缝连梁 降低其剪力设 计值 , 增加结构延性 。但在 内力计算时 已经按规定降 图2 低 了刚度 的连梁 , 其调幅范围应当限制或不再进行调幅。 当部分连 梁 降低弯矩设计值后 , 其余部分连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提 度较大 , 可 以有效的约束联 系各墙肢 。在地震力作用下可 以分裂为 高。 两个或多个构件 , 能 承受 较大的塑性变形 , 利用梁端塑性 铰的塑性 1 . 3当连梁破坏时对承受竖向荷载无明显影响时 ,可考虑在大 转动及 中部连接薄弱处断裂面的来 回摩擦错动来 消耗地震能量。 达 震作用下该连梁不参与工作 , 按 独立墙肢进行 第二次多遇地震作用 到极限荷载后 , 断裂 面混凝 土退出工作 , 各分梁 转化为单独 受力连 下结构 内力分析 , 墙肢应该 按两次计算所 得的较大内力进行配筋计 梁, 约束各 墙肢。( 图2 ) 算。

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

用 , 产 生 的 约 束 弯 矩 和 剪 力 在 梁 的 两 端 方 此 , 在墙 肢 破 坏 前 , 只要 连 梁 不 承 担 竖 向荷 剪 弱 弯 ” 的要求 。
另一个是 连梁不屈 服 , 墙 肢 首 先 发 生 弯 曲 破坏。 在这种情 况下 , 在极 限变形损伤小 ,
建筑 物 的 抗 震 要 求 , 尽 管 这 是 延性 破 坏 , 但
却相对较小 , 剪 力 墙 结 构 在 高 层 民 用 建 筑 均 发 生 剪 切 破 坏 时 , 联 肢 剪 力 墙 的 各 墙 肢 度 会 因 混 凝 土 的 开 裂 而 降 低 。 在 外 力 作 用 中采用 , 连梁跨高 比小于2 . 5 , 有 时 甚 至 接 将 成 为 单 片 的 独 立 墙 , 这 会 极 大 地 降 低 结 下 , 连 梁 裂 缝 开 展 与 塑 性 变 形 比 风 荷 载 作
向相反且力较 大 , 可 能 会 使 梁 产 生 较 大 的 剪切变形 , 使之 出现斜裂缝 ; 同时 , 在 高 层 建筑 中, 由于 连 梁 两端 墙 肢 的不 均 匀 压缩 , 也会使连粱产生内力。 在 结 构设 计 中 , 即使 载较 大 , 它是 不太 可能 导 致 建 筑 物 的 倒 塌 。 联 肢 剪 力 墙 的 g n i s r e a s o na b l e i n c o u p l i n g b e a ms o f s h e a r w a l l s t r u c t ur e o f t h e b e a m.
Ke y W o r d s: Hi g h -r i s e b u i l d i n g l S he a r wa l l l S t r uc t u r e I De s i g n o f c o n t i n u o u s b e a m

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题摘要:近年来,高层建筑的不断增加,作为高层建筑的一个重要组成部分的连梁剪力墙结构,是墙的应力传递纽带的一个重要环节之间的耦合强度、刚度、延性等特性均会对剪力墙的性能产生直接影响。

本文将针对高层建筑剪力墙结构连梁的合理设计进行探讨。

关键词:高层建筑剪力墙结构连梁设计1 连梁在剪力墙结构中的作用剪力墙中的连梁通常梁高较大,跨度却相对较小,剪力墙结构在高层民用建筑中采用,连梁跨高比小于2.5,有时甚至接近1。

这种连梁的受力性能不同于垂直荷载下的深梁,在水平荷载下其与墙肢相互作用,产生的约束弯矩和剪力在梁的两端方向相反且力较大,可能会使梁产生较大的剪切变形,使之出现斜裂缝;同时,在高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,也会使连梁产生内力。

在结构设计中,即使采取在连梁中部开水平缝;剪力墙洞口宽度增加;对局部内力过大的连梁进行调整;在内力和位移计算梁的刚度降低,降低连梁措施的内在力量,是使梁的截面设计依据与相关的要求非常困难。

较理想的剪力墙极限状态应是:第一次出现在某层连梁两端出现塑性铰,然后逐渐扩展,直到连梁两端壁底前塑性,塑性铰的出现,而其他部分的壁保持弹性,这样对最大限度地发挥结构抗震能力作用明显因此,在设计的剪力墙结构中,增加连梁的延展性是关键,应使其在理想的机构中满足需要,同时,有效增加墙肢底部的承载能力,并对该处的混凝土截面进行足够的约束。

2 高层建筑联肢剪力墙的破坏机理在水平剪力墙高层建筑的耦合作用下,会产生两种破坏模式,即脆性破坏(也被称为剪切破坏)和延性破坏(也称为弯曲破坏)。

常见的联肢剪力墙脆性破坏有两种情况。

一种情况是脆性破坏发生于墙肢。

墙肢由于抗剪的能力不够而发生剪切破坏,导致快速的抗剪承载力的损失,甚至导致结构的突然崩溃,这是设计时必须要加以避免的。

另一方面,即使连梁剪切破坏。

连梁发生剪切破坏会使连梁丧失对联肢剪力墙各墙肢的约束作用,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,联肢剪力墙的各墙肢将成为单片的独立墙,这会极大地降低结构的侧向刚度,使墙肢弯矩加大。

剪力墙连梁设计分析

剪力墙连梁设计分析

剪力墙连梁设计分析在建筑结构设计中,剪力墙连梁是一个十分重要的组成部分。

它在剪力墙结构体系中起着连接墙肢、协调变形、分配内力等关键作用。

合理的剪力墙连梁设计对于保证结构的安全性、稳定性以及经济性都具有重要意义。

剪力墙连梁的工作原理相对复杂。

在水平荷载作用下,比如风荷载或者地震作用,连梁会受到弯矩、剪力和轴力的共同作用。

连梁两端与剪力墙相连,其变形和内力会受到相邻墙肢的约束和影响。

当连梁的变形超过一定限度时,会进入屈服阶段,从而消耗能量,减轻整个结构所受到的地震作用。

在进行剪力墙连梁设计时,首先需要考虑的是其截面尺寸。

连梁的截面高度一般与相连的剪力墙墙肢厚度相同,而其宽度则需要根据结构的受力情况和建筑要求来确定。

如果连梁的截面尺寸过大,可能会导致其刚度增加过大,吸引过多的地震力,从而对结构的整体抗震性能产生不利影响;反之,如果截面尺寸过小,又可能无法满足承载能力和变形要求。

连梁的配筋设计也是至关重要的环节。

纵向钢筋的配置需要根据计算的内力来确定,以保证连梁在受力时能够有足够的强度和延性。

同时,箍筋的配置不仅要满足抗剪要求,还要能够约束混凝土,提高连梁的抗震性能。

在配筋设计中,需要注意避免钢筋过于密集,以免影响混凝土的浇筑质量。

剪力墙连梁的跨高比是影响其性能的一个重要因素。

跨高比较小的连梁,其受力性能更接近于深梁,剪切变形所占比例较大;而跨高比较大的连梁,则更接近于普通受弯构件。

在设计中,需要根据跨高比的不同,采用相应的计算方法和构造措施。

对于跨高比较小的连梁,由于其剪切变形较为显著,往往容易发生剪切破坏。

为了提高这类连梁的抗剪能力,可以采取增加箍筋数量、提高混凝土强度等级、配置交叉斜筋等措施。

同时,在计算其内力时,需要考虑混凝土的软化效应和受剪承载力的折减。

在实际工程中,有时会出现连梁超筋的情况。

这可能是由于地震作用过大、连梁截面尺寸不合理或者配筋过多等原因导致的。

当遇到连梁超筋时,不能简单地通过增加钢筋来解决,而需要综合考虑结构的整体性能,采取调整连梁截面尺寸、降低连梁刚度、设置水平缝将连梁分成两根连梁等方法来处理。

混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理

混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理

混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理朱炳寅(中国建筑设计研究院北京100044)剪力墙结构、框架-剪力墙结构中连梁及框筒结构中的裙梁一般较易出现超筋现象,应采取适当的处理方法。

本文讨论的是在结构体系合理的情况下,当某些剪力墙连梁仍然超筋时,设计如何根据混凝土高规第7.2.25条的相关规定,进行适当地处理的方法。

1 对连梁的计算处理方法1.1 连梁调幅处理(计算结果①)抗震设计剪力墙中连梁的弯矩和剪力可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。

但在结构计算中已对连梁进行了刚度折减,其调幅范围应限制或不再调幅。

当部分连梁降低弯矩设计值后,其余部位的连梁和墙肢的弯矩应相应加大。

一般情况下,经全部调幅(包括计算中连梁刚度折减和对计算结果的后期调幅)后的弯矩设计值不宜小于调幅前(完全弹性)的0.8倍(6,7度)和0.5倍(8,9度)。

注意:1)本调整方法考虑连梁端部的塑性内力重分布,对跨高比较大的连梁效果比较好,而对跨高比较小的连梁效果较差;2)经本次调整,仍可确保连梁对承受竖向荷载无明显影响。

1.2 连梁的铰接处理(计算结果②)当连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响(即连梁不作为次梁的支承梁)时,可假定该连梁在大震下破坏,对剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析。

实际计算时,为减小结构计算工作量,可将连梁按两端铰接梁计算。

注意:1)事实上,通过采取恰当的构造措施可确保连梁对剪力墙的约束不完全丧失,避免出现“独立墙肢”。

采用铰接处理就是考虑了大震时连梁对剪力墙仍能保持一定的约束作用。

2)本次调整的连梁为其破坏对承受竖向荷载无明显影响的连梁,即该连梁不作为次梁或主梁的支承梁。

3)应注意到本次计算为“第二次”,是对剪力墙进行包络设计的重要步骤之一。

4)实际操作中,经常会出现将某根超筋连梁进行铰接处理后,引起其他位置原来不超筋的连梁超筋。

1.3 对超筋连梁的计算处理(计算结果③)对采用上述1.2的方法对连梁进行计算处理(计算结果②)后,结构的侧向位移不能满足规范要求,即层间位移角已不符合混凝土高规表4.6.3要求,且确无其他手段加大结构的侧向刚度时;或者采用1.2的方法调整效果不好(即多次调整都不能杜绝上述情况4)的出现)时,可在计算中考虑地震作用下连梁对墙实际存在的约束作用(既没有按真实截面弹性方法计算的那么大,也不是完全铰接,而是具有一定转动约束的塑性铰),即在结构分析中采取降低连梁计算截面(但施工图的实际截面仍采用原有连梁截面尺寸)的方法。

高层建筑剪力墙中连梁设计

高层建筑剪力墙中连梁设计

浅谈高层建筑剪力墙中连梁的设计摘要:本文首先分析了连梁的破坏机理,进而论述了剪力墙连梁设计满足“强剪弱弯”原则须注意的事项,最后阐述了连梁的构造要求、截面设计及配筋计算,以供参考。

关键词:高层建筑;剪力墙;连梁;设计在高层建筑剪力墙结构和框架中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱的梁称为连梁。

连梁一般具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。

一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。

因此,在设计中须采取一些措施来降低连梁的内力,在本文中,主要对高层建筑剪力墙连梁设计进行了研讨,并提出了相应的设计建议,以供参考。

1 连梁的破坏机理高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。

脆性破坏:当沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用,将成为单片的独立梁,这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大,并且进一步增加p—△效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩),并最终可能导致结构的倒塌。

延性破坏:连梁在发生延性破坏时,梁端会出现垂直裂缝,受拉区会出现微裂缝,在地震作用下会出现交叉裂缝,并形成塑性绞,结构刚度降低,变形加大,从而吸收大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度。

在这一过程中,连梁起到了一种耗能的作用,对减少墙肢内力,延缓墙肢屈服有着重要的作用。

在墙肢破坏前,只要所考虑的连梁不承担较大的竖向荷载,就不会造成结构的倒塌。

但在地震反复作用下,连梁的裂缝会不断发展、加宽,直到混凝土受压破坏。

2 剪力墙连梁设计满足“强剪弱弯”原则须注意的事项2.1关于连梁刚度或弯矩设计值的折减根据jgj3-1991《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中的规定:“在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度,在框架一剪力墙结构中,连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于0.55。

剪力墙洞口连梁做法

剪力墙洞口连梁做法

剪力墙洞口连梁做法一、引言随着高层建筑和大型公共设施的发展,剪力墙在结构中的地位日益突出。

洞口连梁作为剪力墙的重要组成部分,对于保证结构的整体性、承载能力和抗震性能具有重要意义。

本文将就剪力墙洞口连梁的做法进行详细探讨。

二、剪力墙洞口连梁的定义与重要性剪力墙洞口连梁是指在剪力墙中设置的连接洞口两侧墙体的水平梁。

其主要作用是传递剪力墙中的水平剪力和弯矩,增强结构的整体性和稳定性。

在地震等外部载荷作用下,洞口连梁能够有效地将剪力和弯矩传递到整个结构体系中,减轻局部受力,防止结构发生破坏。

因此,正确设计和施工剪力墙洞口连梁对于保证结构安全至关重要。

三、剪力墙洞口连梁的分类根据洞口连梁跨度、截面尺寸和受力特点的不同,可以将洞口连梁分为以下几类:1.按跨度可分为单跨和多跨;2.按截面尺寸可分为矩形、T形和L形等;3.按受力特点可分为弯矩主导和剪力主导。

四、剪力墙洞口连梁的设计原则在进行剪力墙洞口连梁设计时,应遵循以下原则:1.根据结构整体性和稳定性要求,合理确定洞口连梁的跨度、截面尺寸和配筋;2.充分考虑地震等外部载荷作用下的剪力和弯矩传递,采取相应的加强措施;3.保证洞口连梁的施工可行性,考虑施工条件和施工难度;4.优化设计方案,降低成本,提高经济效益。

五、剪力墙洞口连梁的施工方法剪力墙洞口连梁的施工方法主要包括以下步骤:1.准备:熟悉图纸,进行技术交底;准备施工所需的材料和机具;确保施工场地安全。

2.支模:按照设计图纸的要求进行支模,确保模板的稳定性和位置准确性。

3.钢筋绑扎:按照设计要求进行钢筋的选择、加工和绑扎,确保钢筋的位置、间距和数量符合规范要求。

4.混凝土浇筑:浇筑前应对模板和钢筋进行检查,确认符合要求后进行混凝土浇筑,并确保混凝土的配合比、坍落度和浇筑方式符合规范要求。

浇筑时应分层振捣,确保混凝土密实。

5.养护:混凝土浇筑完成后应进行养护,保持适当的温度和湿度,防止混凝土开裂。

6.拆模:达到规定的拆模时间后,应按照规范要求进行拆模,并清理施工现场。

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浅析剪力墙连梁设计
[摘要]分析连梁的工作和破坏机理,指出连梁设计的“强剪弱弯”原则,提出如何设计延性较好的连梁的几点方法和建议。

[关键词]连梁设计;强剪弱弯;延性
与剪力墙相连的梁称为连梁.连梁具有跨度小、截面大、与连梁相连的墙体刚度大的特点.尤其在海南海口这类地震抗震设防烈度较高的地区,建筑在水平力作用下,连梁的内力往往很大,超筋超限现象严重。

如简单采取加大连梁截面高度和配筋的方法解决问题,则设计很不经济,也不符合“强剪弱弯”的设计原则。

为此笔者对连梁设计进行初步探讨,提出几点设计的方法和建议。

一、不同类型连梁的破坏形态
在风荷载和地震荷载作用下,建筑物的侧移使墙肢产生弯曲变形,墙肢与连梁间产生转角,连梁产生内力。

剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏分为两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。

(一)脆性破坏
脆性破坏(剪切破坏)又分为两种情况:一种是墙肢发生剪切破坏。

墙肢由于抗剪能力不够而发生剪切破坏,使剪力墙很快丧失承载能力,造成突然倒塌。

第二种情况是连梁发生剪切破坏,即连肢墙各墙肢丧失连梁的约束作用口。

在沿墙高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢成为独立墙,侧向刚度大大降低,墙肢弯矩加大。

(二)延性破坏
延性破坏(弯曲破坏)分为两种情况:一种是连梁不屈服,墙肢首先发生弯曲破坏。

种墙在破坏时的极限变形较小,吸收地震能量较低,计算时应避免这种情况的发生.第二种情况是连梁先屈服,墙肢后屈服.当连梁有足够的延性时,它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量.同时,塑性铰仍然继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使连肢墙保持足够的强度和刚度。

由此可见,保证连粱的延性要求是非常重要和具有现实意义的。

当连梁跨高比较大时,连梁以受弯为主,可能出现弯曲破坏。

二、连梁的影响和抗震概念设计
依据结构抗震设计中采用的三水准设防的思想,应使结构具有足够延性。

在剪力墙结构中.连梁应在罕遇地震时比剪力墙较早地进入弹塑性阶段,从而保证墙肢处于弹性阶段,满足“多道设防”的抗震思想。

最理想的情况是连梁先于墙肢屈服,且连梁具有足够的延性,待墙肢底部出现塑性铰,多个连梁端部出现塑性铰,这些塑性铰可以吸收地震能量,又能继续传递弯矩与剪力,对墙肢形成的约束弯矩使剪力墙保持足够的刚度和承载力,墙肢底部的塑性铰亦具有延性,具有这种连梁的剪力墙延性最好。

由连梁过强引起的墙肢剪切破坏则是一种脆性破坏,几乎没有延性或延性很小。

根据抗震设计规范总则的要求,建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不损坏或不需修复仍可使用,当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时,不致倒塌或发生
危及生命的严重破坏。

因此剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏,可以按照“强墙弱梁”的原则设计整体剪力墙结构,按照“强剪弱弯”的原则设计墙肢和连梁。

如果连梁跨高比较大而可能出现剪切破坏,则要按照“多道设防”的原则,考虑几个独立墙肢抵抗地震作用。

三、连梁设计的几点建议
在墙肢和连梁的协同工作中,剪力墙应该具有足够的刚度和强度。

在正常的使用荷载和风荷载作用下,结构应该处于弹性工作状态,连梁不应该产生塑性铰。

在地震作用下,结构允许进入弹塑性状态,连粱可以产生塑性铰。

根据抗震设计规范总则的要求,建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不损坏或不需修复仍可使用,当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏,即我们经常说的“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。

因此,剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏.也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则,同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服,而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。

因此在实际工程中要使连梁设计满足强剪弱弯的原则可以考虑以下几个方面:
(一)增加剪力墙厚度
亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。

由于该片墙厚增加以后,地震所产生的内力并不按
墙厚增加的比例分配给该片剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。

合理控制连梁的跨高比
跨高比的大小决定连梁变形能力的大小,一般认为当连梁跨高比大于2时,连梁具有较好的变形能力。

同时为保证连梁对墙肢的有效约束,连梁应具备足够的承载力。

连梁截面高度也不宜小于400mm。

当连梁的跨高比小于2时,为改善连梁的延性,可采取沿梁长截面高度中间带通缝的连梁,此方法可以增大跨高比,较大的降低连梁的刚度和强度,同时又不影响建筑功能的使用。

刚度折减和减小高度
连梁由于跨高比小,而与之相连的墙肢刚度较大,在水平力作用下的内力往往很大,因此在进行结构整体计算时,为了使连梁能吸收较多的能量,保证连梁有较好的延性,又能起到有效传递弯矩和剪力的作用,需对连梁刚度进行折减。

《高规》5.2.1条规定,连梁的刚度折减系数不宜小于0.5。

刚度折减后,仍可能发生连梁受弯或受剪承载力不够的情况.这时可以增加洞口的高度.以减少连梁刚度。

减少了结构的整体刚度.也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。

连梁的塑性调幅
如果只是部分连梁超筋或超限,则可采取调整连梁内力来解决,调整的幅度一般不宜大于20%。

《高规》第7.2.25条第2款指出抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其剪
力设计值。

由于连梁超筋超限往往集中于某几层或某个区域,在考虑调整连梁内力的时候应适当加强楼层其他部位的连梁和墙肢的
内力设计值,以达到平衡分担地震力的目的。

对个别连梁采用多道设防方法
对于连梁经过各种调整后仍然超筋时,可以假定连梁大震下破坏,不能约束墙肢,这时可考虑剪力墙的第二道防线。

《高规》第7.2.25条第3款指出当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时.可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计。

这时情况会使墙肢的内力加大,以保证其安全。

当连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响(即连梁不作为次梁
的支撑梁)时,可假定该连梁在大震作用下退出工作,对剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的结构内力分析(为减少结构计算工作量可将连梁按两端铰接梁计算),墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计
配筋形式和构造措施
连梁配筋一般采取上下对称配筋,两佣的腰筋应同墙体的水平筋。

施工时,墙体水平筋在连粱范围内可连续以方便施工(由于水平筋在外,故要把它弯入连梁箍筋内)。

连梁所受剪力由箍筋与混凝土共同承担,一般不设置弯起钢筋或交叉钢筋,而箍筋则由计算确定,连梁两侧的构造钢筋用拉筋联系。

拉筋直径与墙体的同,竖直和水平方向每隔300~400mm拉一道。

对于仅配箍率太高的连梁,
条件允许时,可配置斜向抗剪钢筋。

由于规范规定的交叉暗撑的施工难度较大,工程界应用不多,笔者认为可退一步设置交叉斜向布筋或者布成菱形斜筋。

四、结束语
高层建筑剪力墙连梁的设计受很多因素的制约。

连梁一般具有跨度小、截面大、与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。

一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。

此外,高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,会引起连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。

另外,连梁的刚度和整体建筑刚度的大小也有着紧密联系,在进行验算时,经常会出现连梁的承载力能够满足要求,而其他的计算结果又不能满足相关规范的要求。

因此,在进行连梁设计时,要兼顾结构的整体抗震性能。

只有合理的结构形式才能从根本上解决结构设计中所遇到的问题。

这就要求工程师能够理论结合实际,反复计算,把互相制约的因素统一协调,以取得比较理想的结果。

参考文献:
[1] jgj3—2002高层建筑混凝土结构技术规程
[2] gb50011-2010建筑抗震设计规范
[3] 董磊“高层剪力墙结构连梁设计的探讨”.《建筑与工程》2008年第31期.
[4]朱炳寅“混凝土剪力墙的连梁设计计算及超筋的处理”.《建筑结构技术通讯》2007(3):1-2.。

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