高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算的探討

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1、高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算的探討　　隨著社會(huì)的發(fā)展，城市的擴(kuò)展空間越來越向高處發(fā)展，高層建筑設(shè)計(jì)也隨之增多。國(guó)內(nèi)高層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型以框架剪力墻及純剪力墻為主，而以上結(jié)構(gòu)常見以剪力墻受力為主，所以墻肢、連梁設(shè)計(jì)及配筋顯得極為重要，現(xiàn)對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)中剪力墻連梁的設(shè)計(jì)和配筋做如下探討?！　≡诩袅Y(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中,連接墻肢與墻肢,墻肢與框架柱的梁稱為連梁?！　∵B梁一般具有跨度小、截面大,與連梁相連的墻體剛度又很大等特點(diǎn)。一般在風(fēng)荷載和地震荷載的作用下,連梁的內(nèi)力往往很大。此外,高層建筑中,由于連梁兩端墻肢的

2、不均勻壓縮,會(huì)引起連梁兩端的豎向位移差,這也將在連梁內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力。論文參考，結(jié)構(gòu)?！　≡谠O(shè)計(jì)時(shí),即使采取降低連梁內(nèi)力的各種措施。如：增大剪力墻的洞口寬度、在連梁中部開水平縫、在計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減、對(duì)局部?jī)?nèi)力過大層的連梁進(jìn)行調(diào)整等,仍難使連梁的設(shè)計(jì)符合要求?！　』谶@種情況，本文將提供連梁設(shè)計(jì)的幾個(gè)建議，并且討論連梁設(shè)計(jì)時(shí)的配筋計(jì)算?！　≡陲L(fēng)荷載和地震荷載作用下,墻肢產(chǎn)生彎曲變形,使連梁產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,從而使連梁產(chǎn)生內(nèi)力。同時(shí)連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來減少了墻肢的內(nèi)力和變形,對(duì)墻肢起到了一定的約束

3、作用,改善了墻肢的受力狀態(tài)。高層建筑剪力墻中的連梁在水平荷載作用下的破壞可分兩種,即脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。　　連梁在發(fā)生脆性破壞時(shí)就喪失了承載力。在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時(shí),各墻肢喪失了連梁對(duì)它的約束作用。將成為單片的獨(dú)立梁。這會(huì)使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低,變形加大,墻肢彎矩加大。并且進(jìn)一步增加Ｐ—Δ效應(yīng)(豎向荷載由于水平位移而產(chǎn)生的附加彎矩)。并最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。連梁在發(fā)生延性破壞時(shí),梁端會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。受拉區(qū)會(huì)出現(xiàn)微裂縫,在地震作用下會(huì)出現(xiàn)交叉裂縫。并形成塑性絞,結(jié)構(gòu)剛度降

4、低。變形加大,從而吸收大量的地震能量,同時(shí)通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力。論文參考，結(jié)構(gòu)。對(duì)墻肢起到一定的約束作用,使剪力墻保持足夠的剛度和強(qiáng)度。在這一過程中。論文參考，結(jié)構(gòu)。連梁起到了一種耗能的作用,對(duì)減少墻肢內(nèi)力。延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復(fù)作用下,連梁的裂縫會(huì)不斷發(fā)展、加寬,直到混凝土受壓破壞。　　在墻肢和連梁的協(xié)同工作中,剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度。在正常的使用荷載和風(fēng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于彈性工作狀態(tài)。連梁不應(yīng)該產(chǎn)生塑性鉸。在地震作用下。結(jié)構(gòu)允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài),連梁可以產(chǎn)生塑性鉸。

5、根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范總則的要求。建筑物在遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般不損壞或不需修復(fù)仍可使用,當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。因此,剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞,也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則。同時(shí)要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。因此在實(shí)際工程中要使連梁設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)剪弱彎的原則就必須考慮以下幾個(gè)方面：　　1)　關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比小,與之相連的墻肢剛度大等原因,在水平力作用下的內(nèi)力往往很大。連梁

6、屈服時(shí)表現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂縫,剛度減弱,內(nèi)力重分布。論文參考，結(jié)構(gòu)。因此在開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí),就需對(duì)連梁剛度進(jìn)行折減。論文參考，結(jié)構(gòu)。根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》第條規(guī)定:“在內(nèi)力與位移計(jì)算中,所有構(gòu)件均可采用彈性剛度。在框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中,連梁的剛度可予以折減,折減系數(shù)不應(yīng)小于?！币话阍趯?shí)際設(shè)計(jì)中我們考慮在—1之間取值。以符合截面設(shè)計(jì)的要求.　　2)　加連梁跨度減少高度。在連梁設(shè)計(jì)中,剛度折減后,仍可能發(fā)生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況,這時(shí)可以增加洞口的寬度,以減少連梁剛度

7、。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度,也就減少了地震作用的影響,使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁超筋或超限,則可采取調(diào)整連梁內(nèi)力來解決。調(diào)整的幅度不宜大于20%,且連梁必須滿足“強(qiáng)剪弱彎”的要求?！　?)　增加剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度,其結(jié)果一方面由于結(jié)構(gòu)整體剛度加大,地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力增加,另一方面連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。由于該片墻厚增加以后,地震所產(chǎn)生的內(nèi)力并不按墻厚增加的比例分配給該片剪力墻,而是小于這個(gè)比例,因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。　　4)　提高混凝土等級(jí)?；炷恋燃?jí)提高

8、后,結(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比例遠(yuǎn)小于混凝土受剪承載力提高的比例,有可能使連梁的受剪承載力不超限?！　?)　地震區(qū)高層建筑的剪力墻連梁,在進(jìn)行了上述調(diào)整后,仍有部分不符合承載力要求時(shí),可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按“強(qiáng)剪弱彎”的要求,配置相應(yīng)的縱向鋼筋。論文參考，結(jié)構(gòu)。此時(shí),如果不能保證連梁在大震時(shí)的延性要求,應(yīng)重新計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu),必要時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,使連梁的承載力符合要求