试论框架剪力墙连梁设计及超筋的处理

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1、试论框架剪力墙连梁设计及超筋的处理　　摘要:框架剪力墙结构设计中,连梁是主要的耗能构件,其延性的大小对整个工程结构的安全非常关键。本文就框架剪力墙连梁破坏情况进行分析，并对框架剪力墙连梁设计要点、框架剪力墙连梁超筋计算处理及配筋设计进行了阐述。关键词:框架剪力墙；破坏情况；连梁设计；超筋处理　　1框架剪力墙连梁破坏情况　　(1)属于脆性破坏，　　(2)属于延性破坏　　当连梁发生脆性破坏时其承载力丧失，如果沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，各墙肢就丧失了连梁对它的约束作用，并成为单片的独立梁。从而造成结构的侧向刚

2、度大大降低，结构的变形加大，并且进一步增大p一△效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩)，最终可能造成结构的倒塌。当连梁发生延性破坏时，梁端出现垂直裂缝，受拉区出现微裂缝，在地震作用下会出现交叉裂缝，并形成塑性铰，因此结构刚度降低，变形加大，从而会吸收大量的地震能量。　　2框架剪力墙连梁设计要点　　根据以上对连梁的工作和破坏机理的分析，为保证墙肢和连梁一致协同地工作，在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应处于弹性工作状态，连梁不应该出现塑性铰。在地震作用下，结构允许进入弹塑性状态，连梁可以产生塑性铰。根据抗

3、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。所以连梁设计的要求符合强剪弱弯的原则，连梁的屈服要早于墙肢的屈服，并保证墙肢和连梁具有良好的延性。因此在日常设计中，为了建立合理的结构模型，我们应该把握以下几种方法：　　连梁刚度的折减　　(1)《高规》第条规定：在内力与位移计算中，抗震设计的框架剪力墙或剪力墙结构的连梁刚度可以折减，折减系数不宜小于。《高规》中取值范围比较模糊，没有区分抗震和

4、非抗震两种情况。之所以考虑对连梁刚度进行折减，是由于在侧向荷载作用下，混凝土的开裂引起了刚度降低。在地震作用下，连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下更大，因此刚度降低更多。刚度折减越多意味着在设计荷载作用下裂缝开展越大。在超载时，如发生强大的阵风力或地震烈度超过多遇地震烈度时，塑性铰就会出现更早，所以要加强连梁的延性和使连梁符合强剪弱弯要求。对位移由风荷载控制的建筑，为避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大，连梁刚度折减系数不宜小于。按《高规》规定，在计算竖向荷载作用下的内力时，对已经考虑连梁调幅的，不应再考

5、虑刚度折减。　　(2)抗震设计剪力墙结构连梁的弯矩和剪力可进行适当塑性调幅，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)的倍(6，7度)和倍(8，9度)。但是我们应该注意：(1)这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；经此调整，仍可确保连

6、梁对承受竖向荷载无明显影响。　　加大连梁跨度减小其高度　　在连梁设计过程中，其刚度经折减后，仍有可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况，这时可以增加洞口的宽度，以减小连梁刚度。减小结构的整体刚度，就是减小了地震力作用的影响，使连梁的承载力有可能不超限。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。但是调整的幅度不宜大于2o，且连梁必须满足强剪弱弯原则。　　加大剪力墙厚度　　为了是增加连梁的截面宽度。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

7、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。　　提高混凝土等级　　混凝土等级提高后，结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例，有可能使连梁的受剪承载力不超限。　　处于地震区的高层建筑剪力墙的连梁　　在进行了上述调整后，仍有部分不符合承载力要求时，可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按强剪弱弯的要求，配置相应的纵向钢筋。此时，如果不能保证连梁在大震时的延性要求，应重新计算整个结构，必要时调整结

8、构布置，使连梁的承载力符合要求。　　连梁的铰接处理　　计算结果(2)是连梁铰接处理后的连梁及相应剪力墙的配筋。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。　　3框架剪力墙连梁超筋计算处理及配筋设计　　对超筋连梁的计算处理