高层建筑剪力墙结构连梁设计中问题

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1、高层建筑剪力墙结构连梁设计中问题　　摘要：近年来，高层建筑的不断增加，作为高层建筑的一个重要组成部分的连梁剪力墙结构，是墙的应力传递纽带的一个重要环节之间的耦合强度、刚度、延性等特性均会对剪力墙的性能产生直接影响。本文将针对高层建筑剪力墙结构连梁的合理设计进行探讨。关键词：高层建筑剪力墙结构连梁设计中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0059-021连梁在剪力墙结构中的作用剪力墙中的连梁通常梁高较大，跨度却相对较小，剪力墙结构在高层民用建筑中采用，连梁跨高比小于2.5，有时甚至接近1。这种连梁的受力性能不同于垂直荷载下的深梁，在水平荷载下其与墙肢

2、相互作用，产生的约束弯矩和剪力在梁的两端方向相反且力较大，可能会使梁产生较大的剪切变形，使之出现斜裂缝；同时，在高层建筑中，由于连梁两端墙肢的不均匀压缩，也会使连梁产生内力。在结构设计中，即使采取在连梁中部开水平缝；剪力墙洞口宽度增加；对局部内力过大的连梁进行调整；在内力和位移计算梁的刚度降低，降低连梁措施的内在力量，是使梁的截面设计依据与相关的要求非常困难。6较理想的剪力墙极限状态应是：第一次出现在某层连梁两端出现塑性铰，然后逐渐扩展，直到连梁两端壁底前塑性，塑性铰的出现，而其他部分的壁保持弹性，这样对最大限度地发挥结构抗震能力作用明显因此，在设计的剪力墙结构中，增加连梁的延展性是关键，应使

3、其在理想的机构中满足需要，同时，有效增加墙肢底部的承载能力，并对该处的混凝土截面进行足够的约束。2高层建筑联肢剪力墙的破坏机理在水平剪力墙高层建筑的耦合作用下，会产生两种破坏模式，即脆性破坏（也被称为剪切破坏）和延性破坏（也称为弯曲破坏）。常见的联肢剪力墙脆性破坏有两种情况。一种情况是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪的能力不够而发生剪切破坏，导致快速的抗剪承载力的损失，甚至导致结构的突然崩溃，这是设计时必须要加以避免的。另一方面，即使连梁剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使连梁丧失对联肢剪力墙各墙肢的约束作用，在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，联肢剪力墙的各墙肢将成为单片的独立墙，这会极大地降低结

4、构的侧向刚度，使墙肢弯矩加大。连梁发生剪切破坏时，结构尚未丧失承载能力，因此，在墙肢破坏前，只要连梁不承担竖向荷载较大，它是不太可能导致建筑物的倒塌。6联肢剪力墙的延性破坏，又可以分为两类。一个是连梁先屈服，墙肢随后屈服。另一个是连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏。在这种情况下，在极限变形损伤小，建筑物的抗震要求，尽管这是延性破坏，但吸收地震能量的能力低，尽量避免这种情况的发生。当连梁有足够的延性时，它可以通过塑性铰的能量的变形吸收了大量的能量。同时，通过塑性铰传递弯矩和剪力，这能对墙肢起到一定约束作用，使联肢剪力墙保持足够的刚度和强度。这是结构设计中需要考虑的问题，为了有效地发挥其性能。为了满

5、足对梁的延性剪力墙延性的要求，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，应注意保证连梁的延性。3连梁设计中几个问题基于连梁在高层剪力墙结构中的作用，在连梁设计时，为了解决截面或降低内力应采取一些必要的措施。（1）关于连梁刚度折减的问题。连梁由于跨高比小、与之相连的墙肢刚度大等原因，在水平力作用下的内力往往很大，设计时难以解决。由于相关设计规范中没有明确对考虑抗震和不考虑抗震时的取值范围加以明确，也没有对不同荷载情况加以说明。所在，设计过程中为了解决连梁截面设计的问题，就在规范规定的1～0.55的范围内任意取值，以符合截面设计的要求。6需要注意的是，之所以考虑对连梁刚度进行折减，是

6、因为在侧向荷载作用下，刚度会因混凝土的开裂而降低。在外力作用下，连梁裂缝开展与塑性变形比风荷载作用下更大，刚度降低也就更多。这就要求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。但为了保证连梁的延性要求，此刚度折减系数不应小于0.55。而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作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值。此外，当在设计竖向荷载作用下的内力时，对已经考虑了调幅的连梁，则不应再考虑刚度折减。（2）在内力和位移的计算，对不同情况下的两种不同的竖向荷载和水平荷载。在竖向荷载作用下，降低耦合梁的刚度，减小梁

7、支座弯矩可以通过支持弯矩调幅。在水平荷载作用下，连梁刚度会降低，风荷载时，不小于0.8的折减系数。（3）用于控制高层建筑的风荷载，如果梁正截面刚度降低，仍然发生耦合梁的斜截面受剪承载力不弯曲或力，不能进行调整，但应采取增加剪力墙的数量，以减少每一块墙水平力增加；剪力墙的厚度，以提高梁正截面承载力；截面高度减小或与连梁中部开水平缝，以减少梁的刚度；增加孔，以增加梁的跨度梁内力的方法，符合部分设计要求