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1、2022年高层剪力墙中连梁设计和配筋计算的探讨 论文导读：高层建筑设计也随之增多。国内高层设计结构类型以框架剪力墙及纯剪力墙为主。而以上结构常见以剪力墙受力为主。现对高层建筑设计中剪力墙连梁的设计和配筋做如下探讨。结构，高层剪力墙中连梁设计和配筋计算的探讨。关键词：剪力墙，结构，设计，探讨 前言随着社会的发展，城市的扩展空间越来越向高处发展，高层建筑设计也随之增多。国内高层设计结构类型以框架剪力墙及纯剪力墙为主，而以上结构常见以剪力墙受力为主，所以墙肢、连梁设计及配筋显得极为重要，现对高层建筑设计中剪力墙连梁的设计和配筋做如下探讨。 在剪力墙结构和框架剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱
2、的梁称为连梁。 连梁一般具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。此外,高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不匀称压缩,会引起连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。论文参考，结构。 在设计时,即使实行降低连梁内力的各种措施。如：增大剪力墙的洞口宽度、在连梁中部开水平缝、在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减、对局部内力过大层的连梁进行调整等,仍难使连梁的设计符合要求。 基于这种状况，本文将供应连梁设计的几个建议，并且探讨连梁设计时的配筋计算。 1连梁的工作和破坏机理 在风荷载和地震荷载作用下,墙肢产生弯曲变形,使连梁产生转角,从而
3、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削减了墙肢的内力和变形,对墙肢起到了肯定的约束作用,改善了墙肢的受力状态。高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。 连梁在发生脆性破坏时就丢失了承载力。在沿墙全高全部连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丢失了连梁对它的约束作用。将成为单片的独立梁。这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大。并且进一步增加效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩)。并最终可能导致结构的倒塌。连梁在发生延性破坏时,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
4、构刚度降低。变形加大,从而汲取大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能接着传递弯矩和剪力。论文参考，结构。对墙肢起到肯定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中。论文参考，结构。连梁起到了一种耗能的作用,对削减墙肢内力。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。 2设计的探讨 在墙肢和连梁的协同工作中,剪力墙应当具有足够的刚度和强度。在正常的运用荷载和风荷载作用下,结构应当处于弹性工作状态。连梁不应当产生塑性铰。在地震作用下。结构允许进入弹塑性状态,连梁可以产生塑性铰。依据抗震设计规范总则的要求。建筑物在遭遇低于本地区设防烈度的多遇
5、地震影响时,一般不损坏或不需修复仍可运用,当遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震时，不致倒塌或发生危及生命的严峻破坏。因此,剪力墙的设计应当保证不发生剪切破坏,也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则。同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服,而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。因此在实际工程中要使连梁设计满意强剪弱弯的原则就必需考虑以下几个方面： 1)关于连梁刚度的折减。连梁由于跨高比小,与之相连的墙肢刚度大等缘由,在水平力作用下的内力往往很大。连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减弱,内力重分布。论文参考，结构。因此在起先进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。论文参考，结构。依据钢筋混凝土高层
6、建筑结构设计与施工规程第4.1.7条规定:在内力与位移计算中,全部构件均可采纳弹性刚度。在框架剪力墙结构中,连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于0.55。一般在实际设计中我们考虑在0.551之间取值。以符合截面设计的要求. 2)加连梁跨度削减高度。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状况,这时可以增加洞口的宽度,以削减连梁刚度。削减了结构的整体刚度,也就削减了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。假如只是部分连梁超筋或超限,则可实行调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%,且连梁必需满意强剪弱弯的要求。 3)增加剪力墙厚度。亦即增加连梁的
7、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。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安排给该片剪力墙,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)提高混凝土等级。混凝土等级提高后,结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例,有可能使连梁的受剪承载力不超限。 5)地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后,仍有部分不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。然后按强剪弱弯的要求,配置相应的纵向钢筋。论文参考，结构。此时,假如不能保证连梁在大震时的延性要求,应重
8、新计算整个结构,必要时调整结构布置,使连梁的承载力符合要求。上述各种措施中,在能满意整体刚度的状况下,可先采纳刚度折减,如仍超限可采纳其余各种措施。 3连梁的配筋计算 依据钢筋混凝土高层建筑结构设计和施工规程,在连梁设计方面,对于连梁非抗震设计,抗震设计时跨高比大于2.5及小于2.5两种状况,在截面受剪承载力及配筋方面均有不同规定。在结构计算时这类连梁往往发生受剪承载力的超限,这时可以将受力筋匀称布置,同时考虑到连梁以承载水平荷载为主,支座弯矩主要由水平荷载引起,在反复的水平荷载作用下支座截面上、下受拉筋面积相近,可以采纳截面对称配筋。在连梁配筋中,配置平行筋往往导致斜向受拉破坏或由于箍筋过量
9、而发生剪切滑移破坏,这些破坏将导致连梁的滞回曲线变坏,耗能实力下降。若采纳菱形配筋方式,可以克服这些不足之处。 4结语 高层建筑剪力墙连梁的设计受许多因素的制约。连梁的内力和剪力墙的多少、每片剪力墙的水平力大小、连梁的刚度、与之相连的墙肢刚度等都有关。因此在设计时,问题是比较困难的,设计时要把相互制约的因素统一协调,以取得比较志向的结果。由于水平有限，错误之处难免，热忱欢迎同行指出，已达到共同提高之目的。 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页