剪力墙结构中连梁设计若干问题探析

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1、剪力墙结构中连梁设计若干问题探析　　摘要：本文通过对现有混凝土结构设计过程中连梁超筋问题的探讨，并对各种设计方案进行分析比较，旨在为今后的理论研究和工程设计工作提供参考性的建议。关键词：钢筋混凝土剪力墙结构连梁受力性能延性Abstract:Thisarticleisbasedonthestudyofexistingconcretestructuredesignofcontinuousbeamofreinforcedproblems,andcarriesontheanalysisandcomparisonofvariousdesignscheme,whichaimstoprovid

2、ereferencesuggestionsforfuturetheoryresearchandengineeringdesignwork.Keywords:reinforcedconcrete;shearwallstructure;beam;mechanicalproperty;ductility;中图分类号:TU398+.2文献标识码：A文章编号：随着社会的不断进步和发展，人们对居住场所的要求也不断提高，包括房屋的使用功能、舒适程度、房间组合及面积等，短肢剪力墙结构(shearwallstructure)的出现使这些问题得到了较好的解决，已经被全国各大城市广泛采用。在剪力墙结构

3、体系当中，连接两片剪力墙的构件称作连梁(connectedbeam)，或洞口连梁，从大量的试验结果来看，连梁是整个短肢剪力墙结构中的薄弱环节。7短肢剪力墙是通过成列布置的连梁把单独的剪力墙连系在一起的，同时连梁也是剪力墙结构当中延性设计的第一道抗震防线，因而连梁的强度、刚度、延性及耗能能力直接影响着剪力墙结构的整体抗震性能。通常由于建筑构造，常有可能出现跨高比较小的洞口连梁，此时，就会出现跨度小、截面大的连梁，与连梁相连的墙体刚度又很大，一般在风荷载和地震荷载的作用下，此类型连梁会同时受到很大弯矩与剪力，其受力状态十分复杂。以往的震害资料和试验研究均表明：配置普通钢筋的连梁，仅通

4、过纵向钢筋配筋率与箍筋的体积配箍率的调整来抵抗较大的结构剪力引起的脆性破坏，如果想实现延性弯曲变形的塑性破坏基本上是不太可能。并且我国最新颁布的《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）也没有针对跨高比(ln/h)≤2.5的连梁提出具体的设计方法。小跨高比连梁的设计仍是实际设计当中亟待通过试验研究来明确的问题之一。本文的主要研究目的是首先保证连梁具有足够的延性，即保证连梁端部在达到较大弯矩之前，不过早发生剪切破坏；其次是在保证剪力墙整体强度的前提下，连梁还需具有良好的耗能性能；连梁的配筋构造不太复杂，方便施工。现在工程中常见的剪力墙连梁配件方案基本有以下几种：1、普通配筋

5、方案；72、交叉暗柱配筋方案；3、菱形斜筋配筋方案，此方案相对而言施工比较简单，且受力性能较好；4、双连梁设计方案，所谓双连梁是指在连梁中部以水平缝隔开的上下两根连梁[1]。普通配筋方案交叉暗柱配筋方案菱形斜筋配筋方案7在钢筋混凝土联肢剪力墙或联肢核心筒壁中，洞口连梁（以下简称“连梁”）的线刚度是影响抗震及非抗震剪力墙和核心筒壁侧向刚度的关键因素之一。在抗震联肢墙和联肢筒壁中，各层连梁梁端还是通过塑性铰耗散地震能量的首选部位。我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）建议，在整体结构侧向刚度足够大的全剪力墙结构中，宜选用跨高比（连梁净跨与其截面高度之比）偏大的连梁（因为

6、不需要通过选用跨高比偏小的连梁来增大剪力墙的侧向刚度），以便能以常规配筋方式和截面抗剪设计方法（含“强剪弱弯”措施）达到不致过早发生梁端剪切破坏，从而使连梁具有足够延性的目的[2]。而在框架—剪力墙结构和框架—核心筒结构中，因剪力墙和核心筒承担绝大部分水平荷载，故建议当有必要时宜选用跨高比偏小的连梁以保证结构所需的侧向刚度。在这种情况下，就有可能使用跨高比偏小（例如小于2.5）甚至很小（例如≤1.0）的连梁。在按延性要求设计的联肢剪力墙或联肢筒壁中，这类主要受水平荷载引起的内力作用的小跨度比连梁属于两端刚接、反弯点在跨中的反对称弯曲深梁。试验证明[3][4]，这类连梁因剪弯比（最

7、大作用剪力与最大作用弯矩之比）相对较大，若仍采用包括“强剪弱弯”措施等常规抗震框架梁的截面抗剪设计方法及配筋方式，已无法避免梁过早出现剪切破坏，从而无法实现对连梁的高延性、高耗能能力要求。因此，如何找到一种施工难度不大，又能使连梁具有高延性、高耗能能力的配筋方案，就成为钢筋混凝土延性抗震结构设计中所剩不多的需要重点突破的问题之一。连梁超筋问题在剪力墙中是很常见的。一般先减连梁高度，如果仍然超筋，说明该连梁两侧的墙肢过强或者是吸收的地震力太大。此时，想通过调整使计算结果不超筋是困难