1、精選文檔關于連梁剪壓比超限的幾點設計建議姓名 任宇單位：徐州中國礦業高校建筑設計詢問爭辯院有限公司單位郵編 2210081.引言關于剪力墻連梁的超限問題，在剪力墻結構和框剪（框架-核心筒）結構設計過程中，是經常遇到的問題，特殊是高烈度區（8度0.2g及以上區域），連梁超限問題更為突出。針對此類問題，本文就連梁超限產生的緣由、破壞機理并結合設計閱歷給出幾點點設計建議。2.連梁超限產生的緣由依據剪壓比計算公式： （1）式中：為地震作用下連梁剪壓比；V為調整后的連梁剪力設計值；為混凝土影響系數；為混凝土軸心抗壓強度設計值；分別為連梁截面寬度和有效高度。由式（1）不難看出，不僅與剪力設計值有關還和其本

2、身的特性有關。在不能轉變混凝土強度、連梁截面參數的狀況下，我們不難看出由于連梁剪力設計值過大，從而導致其剪壓比超限。梁端截面組合的剪力設計值是按式（2）（3）進行確定的（其中式3 適用于9度時的一級剪力墻的連梁）： （2） （3）式中：，分別為連梁左右端截面的彎矩設計值；，分別為連梁左右端截面的抗震受彎承載力所對應的彎矩；為連梁凈跨；為在重力荷載代表值作用下按簡支梁計算的梁端截面剪力設計值；為連梁剪力增大系數。由于連梁的線剛度較大，對其相連的墻肢有較強的約束作用，因此連梁兩端的彎矩設計值就會很大。由式（2），（3）我們不難看出剪力設計值的大小是和其兩端彎矩之和及凈跨有直接的線型關系，所以連梁的

3、剪力設計值就很大，從而導致連梁超限。3.連梁的破壞機理及危害在地震和風荷載等作用下，墻肢產生彎曲變形，使連梁產生轉角，從而使連梁產生內力。同時連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來削減了墻肢的內力和變形，對墻肢起到了肯定的約束作用，改善了墻肢的受力狀態。 剪力墻結構中的連梁在水平荷載作用下的破壞可分兩種：剪切破壞和彎曲破壞。連梁在發生剪切破壞時，連梁側面消滅斜向交叉裂縫，連梁就丟失了承載力量，在沿墻全高全部連梁均發生剪切破壞時，連梁對相連墻肢的約束作用快速降低甚至完成沒有約束作用，連肢墻將成為單片的獨立墻肢。結構的側向剛度大大降低，變形加大，墻肢內力加大，并最終可能導致結構的倒塌。連梁在發生彎曲破

4、壞時，梁端會消滅垂直裂縫，受拉區會消滅微裂縫，在地震作用下會消滅交叉裂縫，并形成塑性絞，結構剛度降低，變形加大，從而吸取大量的地震能量，同時通過塑性鉸仍能連續傳遞彎矩和剪力，對墻肢起到肯定的約束作用，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 ,對削減墻肢內力，延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復作用下，連梁的裂縫會不斷進展、加寬，直到混凝土受壓破壞。  圖1 剪切破壞 圖2 彎曲破壞4.連梁的設計建議及超限解決方法4.1連梁的設計建議依據高規（JGJ3-2010）規定：跨比小于5的連梁應依據連梁進行設計，跨高比不小于5的連梁宜按框架梁設計。在實際設計

5、過程中，連梁在進行模型輸入的時可以按墻體開洞形成連梁也可以按主梁輸入。這兩種輸入方式的主要區分就是按框梁輸入的連梁，為桿元、一維構件，僅有平面內剛度，梁兩端各有三個自由度，剛度小，對剪力墻的約束力量差，個墻肢獨立受力狀態更為明顯，最直接的特點就是墻肢內力較大、配筋大，連梁內力較小、配筋小，結構整體性較差；洞口連梁，為墻元、二維構件，平面內外均有剛度，梁兩端各有六個自由度，剛度大，對各墻肢的約束力量強，墻肢和連梁協調工作，最直接的特點就墻肢內力較小、配筋小，連梁內力較大、配筋大。在實際設計過程中，不能統一按框梁輸入，也不能統一按洞口連梁輸入，而是要依據連梁本身的線剛度及其對于整體結構所做的貢獻，

6、具體狀況具體分析。筆者建議：跨高比2.5按洞口連梁輸入；跨高比2.55之間的按節點連梁輸入。4.2連梁的超限解決方法4.2.1 降低連梁的剛度和彎矩設計值。在抗震設計中，并不是連梁的剛度越大越好，剛度越大其彎矩和剪力的設計值越大，難以實現“強剪弱彎”的設計思想。一般的剪力墻結構中，可以接受彎矩調幅的方法，降低連梁的彎矩設計值，使連梁先于墻肢屈服。調幅的方法有兩種：、通過連梁的剛度折減，降低其剪力和彎矩設計值。但折減系數一般不小于0.55，過多的折減不能保證連梁承受豎向荷載的力量。、按連梁彈性剛度計算內力和位移時，可以將彎矩和剪力組合值乘以折減系數，用這種方法可以適當增加其他連梁的彎矩設計值，補

7、償靜力平衡。4.2.2 轉變連梁的幾何尺寸。轉變連梁的幾何尺寸，我們通過以下二個方面來進行設計。、加大連梁跨度削減高度。在連梁設計中 ,剛度折減后 ,仍可能發生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的狀況 ,這時還可以增加洞口的寬度 ,以削減連梁剛度。削減了結構的整體剛度 ,也就削減了地震作用的影響 ,使連梁的承載力有可能不超限。同時增大了連梁的跨高比，當連梁的跨高比超過5時，就可以按框架梁進行設計。、增加剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度,其結果一方面由于結構整體剛度加大 ,地震作用產生的內力增加 ,另一方面

8、連梁的受剪承載力與寬度的增加成正比。但由于該片墻厚增加以后,地震所產生的內力并不按墻厚增加的比例安排給該片剪力墻,而是小于這個比例,因此有可能使連梁的受剪承載力不超限。4.2.3 開水平通縫 。連梁在開水平通縫后，有效的降低了連梁的高度，從而使其跨高比顯著提高，在地震作用下，使連梁發生延性較好的彎曲破壞、減小了剪切變形的影響。水平縫可以沿著梁跨度方向全開，也可只在梁的兩端預留。這是由于，在地震作用時，在連梁的中部形成薄弱部分，大變形下在此處開裂形成水平縫，使其形成雙梁。4.2.4交叉配筋。交叉配筋連梁的原理是利用交叉鋼筋來抵制地震下方向不斷轉變的剪力。交叉鋼筋與主筋方向全都，可以抵制

9、由于彎剪作用所引起的主拉應力，從而有效的約束了裂縫的開展。交叉配筋的優勢還在于：交叉鋼筋可以供應水平和豎向兩個方向的剪力，有效的防止剪切滑移破壞。為了防止交叉斜筋在豎向荷載作用下被壓屈，可以用矩形箍筋或螺旋箍筋將主筋綁成斜柱，使兩個方向的斜柱形成交叉斜撐，從而可以有效的約束四周的混凝土，具有良好的抗震性能。在配置一般交叉斜筋時，剪力墻的厚度宜在250400mm；在配置形成交叉斜撐的斜筋時，剪力墻的厚度宜大于400mm。4.2.5鋼板混凝土的應用。在混凝土連梁中配置鋼板形成鋼板混凝土連梁。由于鋼板具有很強的抗彎剪力量，可以有效的防止梁發生脆性破壞、斜裂縫的產生和進展，在梁墻交界處防止反復荷載作用

10、下的彎曲滑移破壞。鋼板有良好的塑性變形力量，可以削減箍筋用量，便利了施工。通過調整鋼板的厚度和寬度可以滿足不同的設計要求，有很大的機敏性。4.2.6多道設防方法設計連梁。實際上在進行剪力墻結構設計時，提高連梁承載力的最終目的是為了提高整體結構的抗震性能。當連梁的延性不能保證時，在需要考慮強震作用下結構的平安時，可以考慮連梁在抗震作用時被破壞后不參與工作，依據單墻肢工作，使墻肢處于彈性工作狀態，來保證結構的平安。這樣墻肢的配筋量有很大的提高。4.2.7在上述方法都無法解決連梁超限的時候可依據下列要求進行設計：當連梁破壞對承受豎向荷載無明顯影響時，可按獨立墻肢的計算簡圖進行其次次多遇地震作用下的內

11、力分析，墻肢截面應按兩次計算的較大值計算配筋。由于在大震下連梁發生剪切破壞，不能再約束墻體，因此可考慮此時連梁不參與工作，依據獨立墻肢進行二次結構內力分析，相當于剪力墻的其次道防線，這是剪力墻的內力及配筋都會增大，要保證墻肢的平安，達到“大震不倒”的目的。5、結語 高層建筑剪力墻連梁的設計受很多因素的制約。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。一般在風荷載和地震荷載的作用下 ,連梁的內力往往很大。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 ,這也將在連梁內產生內力。另外，連梁的剛度和整體建筑剛度的大小也有著緊密的聯系，在進行電算時，經常會消滅連梁的承載力能夠滿足要求了，然而其他的計算結果又不能滿足相關規范的要求了。因此，在進行連梁設計時，要兼顧結構的整體抗震性能。只有合理的結構形式才能從根本上解決我們進行結