淺談高層結(jié)構(gòu)剪力墻延性連梁設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

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1、淺談高層結(jié)構(gòu)剪力墻延性連梁設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)　　摘要：本文著重分析了混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)連梁的機(jī)理破壞概念，在設(shè)計(jì)中須采取一些措施來降低連梁的內(nèi)力，主要對高層建筑剪力墻連梁設(shè)計(jì)進(jìn)行了研討，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議，以供參考。關(guān)鍵詞：剪力墻；延性連梁；超筋中圖分類號：TU355文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：7近年來由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供應(yīng)緊張，高層住宅的建造成為眾多開發(fā)商的首選，而剪力墻結(jié)構(gòu)以其良好的抗震性能，在高層、超高層中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在剪力墻結(jié)構(gòu)中，連接墻肢與墻肢的梁稱為連梁。連梁即起著調(diào)節(jié)和保證連肢墻側(cè)向剛度的作用,又起著消

2、耗地震能量的作用，靜力和動力試驗(yàn)結(jié)果證明:連梁變形性能的改善能有效的改變結(jié)構(gòu)的變形性能。在遭受強(qiáng)烈地震時,多數(shù)連梁在墻肢屈服前先屈服,發(fā)揮其塑形變形能力,耗散地震能量,有效減輕主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞,使結(jié)構(gòu)能達(dá)到抗震設(shè)防目標(biāo).尋找到一種既便于施工,又能保證剪切失效發(fā)生前在連梁達(dá)到較大位移時的有效連梁配筋的方法就成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須注意的重點(diǎn)。在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)和框架中，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。1連梁的破壞機(jī)理高層

3、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）。脆性破壞：當(dāng)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(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―△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。延性破壞：連梁在發(fā)生延性破壞時，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，同時通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，

4、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。在墻肢破壞前，只要所考慮的連梁不承擔(dān)較大的豎向荷載，就不會造成結(jié)構(gòu)的倒塌。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。2連梁的概念設(shè)計(jì)7基于“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，應(yīng)保證連梁的抗剪承載力大于抗彎承載力。在實(shí)際工作中，連梁的跨高比和截面尺寸受到許多因素的影響，跨高比常小于2.5或更小，連梁承受的平均應(yīng)力較大。如果平均剪應(yīng)力過大，在箍筋充分發(fā)揮作用之前，連梁就會發(fā)生剪切破壞。連

5、梁對剪切變形十分敏感，在水平地震力反復(fù)作用下經(jīng)常會出現(xiàn)承載力超限的情況。如果結(jié)構(gòu)只有少量連梁承載力超限，當(dāng)這些連梁出現(xiàn)超限并形成塑性鉸時，就會有部分彎矩轉(zhuǎn)移到墻肢。一般情況下，墻肢的強(qiáng)度應(yīng)能承受這些增加的彎矩。但當(dāng)沿墻身有較多的連梁超限而屈服時，墻肢就會增加較大的彎矩，這時就應(yīng)當(dāng)考慮采用一些處理方法對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，并重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。2.1利用剛度折減系數(shù)對連梁彎矩和剪力進(jìn)行塑性調(diào)幅。塑性調(diào)幅可采用兩種方法:一是在內(nèi)力計(jì)算前就將連梁剛度進(jìn)行折減;二是在內(nèi)力計(jì)算后，將連梁彎矩和剪力組合值乘以折減系數(shù)。兩種方法的效果都是減小連梁的內(nèi)力

6、和配筋。當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后，其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)提高。為避免在正常使用條件下或較小的地震作用下連梁上出現(xiàn)裂縫，調(diào)幅后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值不應(yīng)低于使用狀況下的值，也不宜低于比設(shè)防烈度低一度的地震作用組合所得的彎矩設(shè)計(jì)值。根據(jù)具體情況，連梁剛度折減系數(shù)取值為0.5~0.8。2.2增加洞口寬度、減少連梁高度。目的是減小連梁剛度，降低地震作用對連梁的影響，從而減小連梁分擔(dān)的剪力。72.3提高混凝土強(qiáng)度等級。因混凝土強(qiáng)度等級提高后，其彈性模量增加的比例小于混凝土受剪承載力提高的比例，因而有可能使連梁的受剪承載力不超限。2.

7、4加大墻厚，即加大連梁的截面寬度。其結(jié)果，一方面加大了結(jié)構(gòu)整體剛度，提高了結(jié)構(gòu)的安全度；另一方面連梁受剪承載力與梁寬值的增加成正比，加大梁寬可控制連梁的受剪承載力不超限。上述各種措施中，在能滿足整體剛度的情況下，應(yīng)首先采用剛度折減措施，如仍有超限可結(jié)合采用其余各種措施。另外，為盡量避免連梁去抵抗平面外彎矩，樓面主梁不宜支撐在連梁上，以免連梁出現(xiàn)裂縫。當(dāng)樓面次梁支撐在連梁上時，次梁端部應(yīng)按鉸接處理。3連梁設(shè)計(jì)時注意的問題在墻肢和連梁的協(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。因

8、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)剪弱彎的原則考慮以下幾個方面：