关于连梁剪压比超限的几点设计建议.docVIP

关于连梁剪压比超限的几点设计建议 姓名 任宇 单位：徐州中国矿业大学建筑设计咨询研究院有限公司 单位邮编 221008 1.引言 关于剪力墙连梁的超限问题，在剪力墙结构和框剪（框架-核心筒）结构设计过程中，是经常遇到的问题，特别是高烈度区（8度0.2g及以上区域），连梁超限问题更为突出。针对此类问题，本文就连梁超限产生的原因、破坏机理并结合设计经验给出几点点设计建议。 2.连梁超限产生的原因 根据剪压比计算公式： （1） 式中：为地震作用下连梁剪压比；V为调整后的连梁剪力设计值；为混凝土影响系数；为混凝土轴心抗压强度设计值；分别为连梁截面宽度和有效高度。 由式（1）不难看出，不仅与剪力设计值有关还和其本身的特性有关。 在不能改变混凝土强度、连梁截面参数的情况下，我们不难看出由于连梁剪力设计值过大，从而导致其剪压比超限。梁端截面组合的剪力设计值是按式（2）（3）进行确定的（其中式3 适用于9度时的一级剪力墙的连梁）： （2） （3） 式中：，分别为连梁左右端截面的弯矩设计值；，分别为连梁左右端截面的抗震受弯承载力所对应的弯矩；为连梁净跨；为在重力荷载代表值作用下按简支梁计算的梁端截面剪力设计值；为连梁剪力增大系数。由于连梁的线刚度较大，对其相连的墙肢有较强的约束作用，因此连梁两端的弯矩设计值就会很大。 由式（2），（3）我们不难看出剪力设计值的大小是和其两端弯矩之和及净跨有直接的线型关系，所以连梁的剪力设计值就很大，从而导致连梁超限。 3.连梁的破坏机理及危害 在地震作用下墙肢产生弯曲变形使连梁产生转角从而使连梁产生内力。同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形对墙肢起到了一定的约束作用改善了墙肢的受力状态。剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种剪切破坏和弯曲破坏。连梁在发生破坏时就丧失了承载力在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时连梁对约束作用将成为单片的独立结构的侧向刚度大大降低变形加大墙肢加大并最终可能导致结构的倒塌。连梁在发生破坏时梁端会出现垂直裂缝受拉区会出现微裂缝在地震作用下会出现交叉裂缝并形成塑性绞结构刚度降低变形加大从而吸收大量的地震能量同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力对墙肢起到一定的约束作用使剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中 ,连梁起到了一种耗能的作用 ,对减少墙肢内力延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下连梁的裂缝会不断发展、加宽直到混凝土受压破坏。?主要区别就是连梁刚度小对剪力墙的约束能力差，个墙肢独立受力状态更为明显，，对各墙肢的约束能力强，。①、通过连梁的刚度折减，降低其剪力和弯矩设计值。但折减系数一般不小于0.55，过多的折减不能保证连梁承受竖向荷载的能力。②、按连梁弹性刚度计算内力和位移时，可以将弯矩和剪力组合值乘以折减系数，用这种方法可以适当增加其他连梁的弯矩设计值，补偿静力平衡。 4.2.2 改变连梁的几何尺寸。改变连梁的几何尺寸，我们通过以下二个方面来进行设计。①、加大连梁跨度减少高度。在连梁设计中?,刚度折减后?,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况?,这时还可以增加洞口的宽度?,以减少连梁刚度。减少了结构的整体刚度?,也就减少了地震作用的影响?,使连梁的承载力有可能不超限。同时增大了连梁的跨高比，当连梁的跨高比超过5时，就可以按框架梁进行设计。②、增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大?,地震作用产生的内力增加?,另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。但由于该片墙厚增加以后,地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。 4.2.3 开水平通缝?。连梁在开水平通缝后，有效的降低了连梁的高度，从而使其跨高比显著提高，在地震作用下，使连梁发生延性较好的弯曲破坏、减小了剪切变形的影响。水平缝可以沿着梁跨度方向全开，也可只在梁的两端预留。这是因为，在地震作用时，在连梁的中部形成薄弱部分，大变形下在此处开裂形成水平缝，使其形成双梁。 4.2.4交叉配筋。交叉配筋连梁的原理是利用交叉钢筋来抵抗地震下方向不断改变的剪力。交叉钢筋与主筋方向一致，可以抵抗由于弯剪作用所引起的主拉应力，从而有效的约束了裂缝的开展。交叉配筋的优势还在于：交叉钢筋可以提供水平和竖向两个方向的剪力，有效的防止剪切滑移破坏。为了防止交叉斜筋在竖向荷载作用下被压屈，可以用矩形箍筋或螺旋箍筋将主筋绑成斜柱，使两个方向的斜柱形成交叉斜撑，从而可以有效的约束周围的混凝土，具有良好的抗震性能。在配置普通交叉斜筋时，剪力墙的厚度宜在250~400mm；在配置形成交叉斜撑的斜筋时，剪力墙的