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1、第17卷第4期宁波工程学院学报Vol.17No.42005年12月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec.2005剪力墙结构中连梁设计戴意君(浙江工程设计有限公司,浙江宁波315010)摘要:高层建筑剪力墙结构中的连梁在水平荷载作用,内力较大,常出现超限,因而连梁设计是剪力墙结构设计中的重点,也是难点。本文就连梁内力分析提出几种内力调整方法,供设计同行参考。关键词:连梁设计;内力调整;剪力墙结构中图分类号:TU312文献标识码:A文章编号:1008-7109(2005)04-0009-04与剪
2、力墙相连的梁称为连梁。连梁一般跨高比小,与其相连的剪力墙刚度又很大,因此,高层建筑在水平力作用下,连梁的内力往往较大,截面设计常出现超限。在设计中,总要采取适当的措施来调整连梁内力,从而使结构既有承受竖向荷载能力,又能满足水平力作用下强度、刚度要求。本文作者就一工程实例,运用SATWE软件进行结构设计时,谈谈这方面的体会。图1为大榭利万石化高层公寓楼标准层平面图,地上十九层,地下一层为六级人防地下室。1合理的结构布置1.1合理的剪力墙平面布置力求平面质量中心和结构刚度中心尽可能吻合。严格根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-200
3、1)(以下简称《抗规》)第3.4节和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)(以下简称《高规》)第4.6节控制建筑物的刚度比。剪力墙布置详见图1里粗线所示。1.2合适的结构总体刚度在建筑结构设计中,恰如其分地确定建筑的刚度是很重要的。建筑物的结构刚度偏大,则建筑物可能受到地震作用就大,使构件的内力增大,从而构件截面增大,造成材料浪费。但是建筑物的刚度也不宜过小,否则结构偏柔,高层建筑在水平荷载作用会产生过大水平位移,影响正常使用。一般框剪结构楼层层间最大位移与层高之比的限值为Δu/h≤1/800即可。收稿日期:2005-0
4、9-18作者简介:戴意君,女,浙江工程设计有限公司工程师。10宁波工程学院学报2005年第4期2连梁的内力分析和计算2.1连梁的折减系数连梁在水平力的作用下,内力往往很大,《高规》允许连梁刚度予以折减。折减系数不应小于0.5。但在SATWE计算中,不能将此系数一填了之。根据《高规》第7.1.8条区分出连梁。剪力墙开洞形成的跨高比不小于5的宜按框架梁设计;当小于5时按连梁设计。连梁设计步骤详见下:首先:有地震作用组合的一、二、三级抗震等级时,连梁的剪力设计值应按下式进行调整:1rMb+MbVb=ηvb+VGb1n1rMb,Mb———分别
5、为梁左、右端顺时针或反时针方向考虑地震作用组合的弯矩设计值;ln———连梁的净跨;VGb———在重力荷载代表值作用下,按简支计算的梁端截面剪力设计值;ηvb———连梁剪力增大系数,三级取1.1,二级取1.2;其次:计算出剪力设计值后,连梁的截面尺寸应符合下列要求:1有地震作用组合时:跨高比大于2.5时:Vb≤(0.20βcfcbbhh0);rRE1跨高比不大于2.5时:Vb≤(0.15βcfcbbhh0);rREVb———连梁剪力设计值;bb———连梁截面宽度;bh0———连梁截面有效宽度;βc———混凝土强度影响系数,当混凝土强度等
6、级不大于C50时取1.0;rRE———承载力抗震调整系数,详见表1:表1承载力抗震调整系数结构构件类别正截面承载力计算斜截面承载力计算受弯构件偏心受拉构件各类构件rRE0.750.850.85最后:再计算:连梁的正截面抗震受弯承载力(计算简图见图2):XaREM≤α1fcbx(h0-)+fy'As'(h0-as')2a1fcbx=fyAs-fy'As'x≤ζbh0x≥2as'M—弯矩设计值;a1—系数,当混凝土强度等级不超过C50时,a1取为1.0;fc—混凝土轴心抗压强度设计值;As、As'—分别是受拉区和受压区纵向普通钢筋的截面面
7、积;b—矩形截面的宽度;h0—截面有效高度;as'—受压区纵向普通钢筋合力点至截面受压边缘的距离。戴意君:剪力墙结构中连梁设计112.2连梁的斜截面抗震受剪承载力1fyvAsv有地震作用组合时,跨高比大于2.5时:Vb≤(0.42ftbbhb0+hbo)rREs1fyvAsv跨高不大于2.5时:Vb≤(0.38ftbbhb0+0.9hbo)rREs3当剪力墙的连梁不满足截面尺寸要求时的处理方法(1)减小连梁截面高度。(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。但在内力计算时已经填了刚度折减系数≥0.5时,
8、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相应提高。如果高层建筑是以风荷载为控制的,则折减系数不宜取低值。否则,在强大的阵风作用下,连梁的塑性铰会出现,裂缝开展迅速,影
