剪力墙结构连梁设计探讨_1

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1、剪力墙结构连梁设计探讨　　【摘要】本文主要针对剪力墙结构中连梁设计的一些问题进行论述，指出几种新型连梁结构体系及优缺点，通过讨论，对提高连梁的设计有一定的帮助。　　【关键词】剪力墙结构连梁；跨高比；抗剪承载力　　从事建筑结构设计十多年来，在剪力墙结构连梁设计上按照现行规程规范也尝试过一些工程，从中总结一些经验，以供探讨。　　在剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。连梁一般具有跨度小、截面大、与连梁的墙体刚度很大等特点。连梁除了承受竖向荷载外，还要承受风荷载和水平地震作用等水平荷载的作用，将产生很大的内力

2、。因此，在进行剪力墙结构设计时，经常出现连梁无法使连的截面设计符合要求。本文主要是讨论剪力墙结构中连梁设计的几个问题，列举几种新型连梁结构体系及其优缺点，并提出相应的设计建议。　　连梁的作用。　　在水平荷载作用下，墙肢发生弯曲变形，使连梁端部产生转角，从而使连梁产生内力，同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形，对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。因此，连梁对于剪力墙结构尤为重要，它在起到连接墙肢作用的同时，还对连接的墙肢起到一定的约束作用。　　联肢墙在水平荷载作用下的破坏机制。　

3、　连肢墙的脆性破坏。　　联肢墙的脆性破坏有以下两种情况：墙肢发生脆性破坏和连梁发生脆性破坏。当脆性破坏发生于墙肢，会使剪力墙很快丧失承载能力，甚至造成结构的突然倒塌，这是设计时应绝对避免的。《建筑抗震设计规范》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得放大系数，就是为了防止墙肢早于弯曲破坏发生剪切破坏。当连梁发生脆性破坏，连梁将丧失其承受载能力，如果沿剪力墙全高所有的连梁均发生剪切破坏，连梁就会丧失对墙肢的约束作用，从而使墙肢成为单片的悬臂墙。由此将导致剪力墙结构的侧向

4、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，并最终可能导致结构的倒塌。为了防止连梁早于弯曲破坏而发生剪切破坏，《建筑抗震设计规范》对连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部建立设计值得调整系数作了具体的规定。　　联肢墙的延性破坏。　　联肢墙的延性破坏也可分为两种情况：墙肢发生延性破坏和连梁发生延性破坏。当墙肢首先发生弯曲破坏，连梁尚未屈服，剪力墙结构在破坏时极限变形较小，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，但耗能能力较差，结构设计中应该避免这种情况发生。当连

5、梁先屈服，连梁端部出现垂直裂缝，受拉区出现细微裂缝，在水平地震作用下出现交叉裂缝，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，同时结构的地震效应减小。另一方面，连梁出现塑性绞铰后并未完全丧失承载能力，它仍能通过塑性铰继续传递一定的弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用。研究指出，为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求非常高的。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系数。　　在带连梁的剪力墙设计中，连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响，跨高比常小雨或更小。这类连梁在水

6、平地震作用下容易出现承载力超限的情况，如果结构只有少量连梁承载力超限，当这些连梁出现并形成塑性铰时，就会有部分弯矩转移墙肢。一般情况下，墙肢的强度应当承受这些增加的弯矩。如果沿墙身有较多的连梁超限而屈服时，墙肢就会增加较大的弯矩，应当考虑对结构进行修改，或重新进行结构计算。下面对剪力墙连梁设计时，连梁出现承载力超限或连梁截面不符合设计要求，提出设计建议。　　对连梁的刚度进行折减。　　连梁由于跨高比较小，与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用的内力往往很大，连梁屈服时表现为梁端出现裂缝，刚度减小，内力重分布

7、。因此在开始进行结构整体计算时，就需对连梁刚度进行折减。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第条规定：“在内力与位移计算中，抗震设计的框架一剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于”。　　该规程之所以考虑对连梁的刚度进行折减，是由于在水平荷载作用下，混凝土的开裂引起了刚度的降低。在水平地震作用下，连梁的裂缝开展和塑性变形壁在风荷载作用下的更大。因此，连梁在水平地震作用下的刚度降低的更多。但是，连梁的刚度折减得愈多，即连梁取用的折减系数愈小，就意味着设计荷载作用下裂缝开展得愈大。在承

8、载力超限时，如发生强风或地震烈度超过多遇地震烈度时，连梁的塑性铰也会出现的愈早，这就要求设计人员更加注意加强连梁的延性和使连梁符合“强剪弱弯”的要求。　　对于以风荷载为控制因素的高层建筑，为了避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值；对于以水平地震作用为控制因素的高层建筑，则可取较小的刚度折减系数，但为了保证连梁的延性要求，连梁的刚度折减系数不应小于；《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》还