高层建筑剪力墙中连梁的设计探讨　

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1、高层建筑剪力墙中连梁的设计探讨(大连经济技术开发区工程质量监督站，辽宁大连116600)摘要：文章认为，剪力墙中连梁的设计原则即“强剪弱弯”：剪力墙在水平力作用下的破坏机理分为剪切破坏和弯曲破坏,从中得出连梁的延性要求非常重要；在以风荷载和地震荷载为控制因素中，分别讨论了刚度折减系数取值的问题；针对高层建筑剪力墙连梁常见问题提出了建议及提出提高连梁延性构造措施的方法。关键词：连梁；剪切破坏；弯曲破坏；延性中图分类号：TU973+.3文献标识码：B文章编号：1007—6921(XX)19—0127—01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

2、相连的墙体刚度又很大的特点。因此，高层建筑在水平力作用下，连梁的内力往往很大，即使采取降低连梁内力的各种措施，如：加大洞口宽度，连梁中部设水平缝隙，对连梁刚度进行折减，有时仍无法满足设计要求。而规范对此没有明确规定，因此，设计者有时感到无所适从。对此，笔者进行了初步探讨。1连肢墙的连梁设计原则从历次震害来看，1964年美国阿拉斯加地震中一些高层建筑的连梁发生破坏，而墙肢保持完好；1974年马拉瓜地震中，再一次证明钢筋混凝土双肢墙的连梁屈服，对墙肢起了保护作用。从而得出多肢墙的连梁要符合“强剪弱弯”的设计原则。2在水平力作用下连肢墙的破坏机理高层建筑连肢墙在

3、水平力作用下可以分为剪切破坏和弯曲破坏两种。剪切破坏又可分为两种情况：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。设计时应该绝对避免这种情况。《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的放大系数，就是为了防止墙肢早于弯曲破坏而发生剪切破坏。第二种情况是连梁发生剪切破坏，这使连肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。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。《建筑抗震设计规范》规定连梁截面的剪压比限值和抗震等级为

4、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而发生剪切破坏。弯曲破坏可分为两种情况：一种是连梁不屈服，墙肢先发生弯曲破坏。这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，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能量。同时，通过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。这是设计中首先考虑的。由此可见，保证连梁的延性要求是非常重要和具有现实意义的3对《钢筋混凝土高层建筑结构设计规程》几项措施的探讨3.1关于连

5、梁刚度的折减《钢筋混凝土高层建筑结构设计规程》第5.5.2条规定:“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0.5”。《高规》中的这种取值范围比较模糊，而没有明确区分抗震和非抗震两种情况。笔者认为：之所以考虑对连梁的刚度进行折减，是由于侧向荷载作用下，混凝土的开裂引起了刚度的降低。在地震作用下，连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载的作用下更大，刚度降低的更多，刚度折减的越多，宜取用的折减系数愈小，意味着裂缝开展愈大，即对连梁的塑性要求更高。对于以风荷载为控制因素的建筑中，为了避免连梁在使用荷载

6、作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值。对于以地震作用为控制因素的建筑中，则可取较小的刚度折减系数，但是为了保证连梁的延性要求，不应小于0.5。3.2关于对连梁刚度采用了折减系数后，仍有部分连梁的承载力不符合要求的处理《高规》第7.2.25条第二款规定：“抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性的调幅，以降低其剪力设计值。但在内力计算时已经按本规程第5.2.1条的规定降低了刚度的连梁，其调幅范围应当限制或不再继续调幅。当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应当提高”。连梁的弯矩设计值包括竖向荷载和水平荷载两部分所产生的内力。竖向荷

7、载产生的弯矩已通过弯矩调幅进行调整。而且竖向荷载的弯矩不能通过其他构件的弯矩来进行调整。因此，这里所说的弯矩调整是指水平荷载产生的弯矩。3.3关于个别连梁经过调整后仍然超筋的处理在实际计算过程中，即使对个别连梁进行了调整，有时仍然出现超筋现象。如果按最大受拉筋配筋率和箍筋最大配箍率进行配筋，然后将不足的内力向墙肢转移是不妥的。因为这样可能导致剪切破坏，形成不了塑性铰，连梁会过早丧失承载能力，这是设计中不允许的。4几点建议4.1在内力和位移计算中应区分竖向荷载和水平荷载两种情况。竖向荷载作用下，连梁刚度不宜折减，其支座弯矩可以通过弯矩调幅来降低。在水平荷载作

8、用下，连梁的刚度可以折减：当风荷载为控制性水平荷载时不宜小于0.8