高层剪力墙结构连梁设计

《高层剪力墙结构连梁设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、高层剪力墙结构连梁设计　　【摘要】混凝土构件连梁在地震中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。连梁作为剪力墙结构抗震设计中的第一道防线和主要耗能构件，其设计的合理与否直接影响到建筑物抗震性能的好坏。　　【关键词】剪力墙结构；连梁破坏；连梁设计　　剪力墙结构中的连梁受到弯矩、剪力和轴力的共同作用，在风荷载和地震力作用下，墙肢产生弯曲变形，使连梁两端的弯矩方向相反，从而使连梁产生内力；同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形，对墙肢起到了一定的约束作用。高层建筑联肢墙在水平力作用下的破坏分为脆性破坏和延性破坏两种。联

2、肢墙的脆性破坏又可分为两种情况：一种是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪能力不够而发生剪切破坏，会使剪力墙很快丧失承载能力。造成结构的突然倒塌。这是设计所应该绝对避免的。抗震规范里规定了抗震墙截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时抗震墙底部加强部位剪力设计值的放大系数，就是为了防止剪力墙早于弯曲破坏而发生剪切破坏。脆性破坏的第二种情况是连梁发生剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使联肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，联肢墙的各墙肢将成为单片的独立墙，这会使结构的侧向刚度大大降低，墙肢弯矩加大。抗震规范里规定了连梁截面的剪压比限值和抗

3、震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数，也是为了防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏。但是，和第一种墙肢发生剪切破坏相比，连梁发生剪切破坏时结构尚未丧失承载能力，在墙肢破坏前，只要所考虑的连梁不承担较大的竖向荷载，还不会造成结构的倒塌。　　剪力墙的延性破坏也可分为两种情况：一种是连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏，这种墙在破坏时的极限变形较小。因此，对有抗震设防要求的建筑来说，它虽然是一种延性破坏，但吸收地震能量的能力是较低的。设计中应避免这种情况的发生。延性破坏的第二种是连梁先屈服，最后是墙肢的屈服。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

4、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，使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求是非常高的。因此，在设计高层建筑剪力墙时，必须十分注意保证连梁的延性要求。　　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，连梁不应产生塑性铰。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。因此，墙肢和连梁的设计应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。使连梁设

5、计满足强剪弱弯的原则可以考虑以下几个方面：　　1.采用适当的截面形式，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。对于带水平缝连梁，为使上下截面具有相同的变形能力，其截面尺寸宜相同，且高度不宜小于300mm。带水平缝连梁可以有效增大连梁跨高比，同时连梁的承载力不但没有降低，而且其变形能力和耗能能力均有大幅度提高，是一种比较理想的水平耗能构件。　　2.考虑翼缘板内钢筋对连梁弯曲承载力的增大作用。这是一个很容

6、易被忽视的问题，但它会使连梁由设计意愿的“强剪弱弯”构件变为实际的“强弯弱剪”构件，从而使连梁由延性的弯曲破坏变成脆性的剪切破坏。因此，应根据连梁翼缘板内的配筋情况，调整连梁的纵筋配置，使连梁两向弯曲承载力相等或接近，而不应简单地采用习惯上的连梁截面上下对称配筋。　　3.合理控制连梁配筋，对于剪力墙结构中的超筋、超限连梁，相当一部分设计人员简单地认为，在不超过最大配筋率的情况下将连梁钢筋尽可能配大一些是有利的，实际上这是一种错误的看法。这不但不经济，而且对建筑物抗震也是有害的。合理的最大配筋应由连梁截面最大剪力设计值控制。　　4.刚度折减和减小高度：连梁由于跨

7、高比小，而与之相连的墙肢刚度较大，最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，需要对连梁刚度进行折减。《高规》第规定，连梁刚度折减系数不宜小于。通常，设防烈度低时可以少折减，6度、7度时可以取，8度、9度时可取。也可在内力计算后再将连梁弯矩和剪力进行折减。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。　　5.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》第条第2款

8、指出抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可