高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)建議和配筋計(jì)算

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1、高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)建議和配筋計(jì)算高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)建議和配筋計(jì)算摘要：在剪力墻結(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。連梁一般具有跨度小、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不均勻壓縮,會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。在設(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)對連梁剛度進(jìn)行折減對局部內(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

2、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。　　　　在風(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,對墻肢起到了一定的約束作用,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它的約束作用,將成為單片的獨(dú)立梁。這會使結(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)

3、(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),梁端會出現(xiàn)垂直裂縫,受拉區(qū)會出現(xiàn)微裂縫,在地震作用下會出現(xiàn)交叉裂縫,并形成塑性絞,結(jié)構(gòu)剛度降低,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,對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,連梁起到了一種耗能的作用,對減少墻肢內(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,連梁的裂縫會不斷發(fā)展、加寬,直到混凝土受壓破壞?！　≡趬χ瓦B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,

4、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。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:　　21　關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比

5、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。因此在開始進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí),就需對連梁剛度進(jìn)行折減。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417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055?！币话阍趯?shí)際設(shè)計(jì)中我們在055—1之間取值,以符合截面設(shè)計(jì)的要求.　　22　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

6、剛度。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?！　?3　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?；炷恋燃壧岣吆?結(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比例遠(yuǎn)小于混

7、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?！　?5　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。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?！　∩鲜龈鞣N措施中,在能滿足整體剛度的情況下,可先采用剛度折減,如仍超限可采用其余各種措施?！　?1　根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工規(guī)程》,在連梁設(shè)計(jì)方面,對于連梁非抗震設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)時(shí)跨高比大于25及小于25兩種情況

8、,在截面受剪承載力及配筋方面均有不同規(guī)定?！　≡诮Y(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)這類連梁往往發(fā)生受剪承