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1、高層建筑剪力墻連梁設計探析 摘要:隨著我國城市建設的發(fā)展,高層建筑呈現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展態(tài)勢。高層建筑由于其本身的高度,對抗震設計提出了更高的要求,必須使建筑物具有足夠的側向剛度。剪力墻以其較好的抗震性能在高層建筑的結構設計中得以廣泛運用。剪力墻洞口連梁既起著調節(jié)和保證剪力墻側向剛度的作用,又是抗震剪力墻的第一道防線,起著消耗地震能量的作用。因此對連梁進行抗震設計研究,具有重要的意義。本文首先分析了連梁的受力原理及破壞機理,在此基礎上提出了高層建筑剪力墻連梁設計的總體要求,并從五個方面分析了連梁設計的具體措施,最后對其配筋要求進行了概述。關鍵詞:高層建筑;剪力墻
2、;連梁;塑性鉸;剛度Abstract:alongwiththedevelopmentofcityconstruction,high-risebuildingsbyleapsandboundsofthepresentdevelopmentsituation.High-risebuildingsbecauseofitsownheight,theseismicdesignputforwardhigherrequest,mustmakebuildinghasenoughlateralstiffness.Shearwallwithitsgoodseismicperfor
3、manceinthehigh-risebuildingstructuredesigncanbewidelyused.Shearwallholeevenbeamnotonlyplaya8regulationandensurethatshearwalllateralstiffnesseffect,andseismicshearwallofthefirstlineofdefense,playstheroleoftheseismicenergyconsumption.Soeventhebeamsseismicdesignresearch,hasthevitalsign
4、ificance.Thispaperfirstanalyzestheprincipleofthestressofthecouplingbeamandfailuremechanism,thispaperputsforwardahigh-risebuildingshearwalldesignofcouplingbeam,andoverallrequirementsfromfiveaspectsanalyzesthedesignofcouplingbeamofspecificmeasures,andfinallythereinforcementrequirement
5、sarereviewed.Keywords:high-risebuildings;Shearwall;Eventhebeam;Plastichinge;stiffness中圖分類號:[TU208.3]文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)一、連梁的受力原理及破壞機理在剪力墻結構和框架—剪力墻結構中,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,截面高,與連梁相連的墻體剛度大等特點。因此連梁在風荷載和水平地震荷載作用下,內力往往很大。8在風荷載和地震荷載作用下,墻肢產生彎曲變形,使連梁產生轉角,從而使連梁產生內力。同時連梁端部的彎
6、矩、剪力和軸力又反過來減少了墻肢的內力和變形,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)(如圖1)和延性破壞(彎曲破壞)(如圖2)。連梁在發(fā)生脆性破壞時就喪失了承載力,在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時,各墻肢喪失了連梁對它的約束作用,將成為單片的獨立梁。這會使結構的側向剛度大大降低,變形加大,墻肢彎矩加大,并且進一步增加P—Δ效應(豎向荷載由于水平位移而產生的附加彎矩),并最終可能導致結構的倒塌。圖1連梁的剪切破壞圖2連梁的彎曲破壞連梁在發(fā)生延性破壞時,梁端會出現(xiàn)垂直裂縫,受
7、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,結構剛度降低,變形加大,從而吸收大量的地震能量,同時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,對減少墻肢內力,延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復作用下,連梁的裂縫會不斷發(fā)展、加寬,直到混凝土受壓破壞。因此,在設計高層建筑剪力墻時,必須十分注意保證連梁的延性要求。8二、高層建筑剪力墻連梁設計的總體要求在墻肢和連梁的協(xié)同工作中,剪力墻應該具有足夠的剛度和強度。在正常的使用荷載和風荷載作用下,結構應該處于彈性工作狀
8、態(tài),連梁不應該產生塑性鉸。在地震作用下