浅谈合理设计剪力墙连梁的方法
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工 程 科 技
・ ２ １ ５ ・
浅谈合理设计剪力墙连梁的方法
杨 林 林
（ 辽 宁阜新 市建筑工程施 工图设计文件审查 中心 ， 辽 宁 阜新 １ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 高层剪力墙 结构体 系的连梁是 联 系各墙肢体共 同工作的重要构件 ， 高层 建筑剪力墙连 梁的设计 受很 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 ， 因此优化连 梁设计是保证剪 力墙各墙肢协 调 工作 的前提 。通过理论分析和设计 中采用过 的一 些成功 实例总结 出剪力墙连 梁合理设计几种可行的处理方法。 关键词 ： 延性 ； 跨 高比； 耗 能； 塑性铰 剪力墙连系梁主要有 两个作用 。首先是在 正常使用 状态（ 重力 及风荷载作 用 ） 下满足结构使用阶段的刚度要求 。此 阶段连系梁应 有足够的刚度 ， 联系各墙肢共 同工作 。 其二是在地震作用下 ， 需要联 系梁 首先 屈服 ， 梁上形成塑性铰 ， 耗散较大 的地震 能量 ， 使结构获得 较大 的塑性变形能力——延性 。连梁上述两个方 面的作用 ， 要求把 连梁设计成既“ 刚” 又“ 柔” 的受力构件 ， 这给设计带来较大难度 。许 多工程 电算表 明 ， 因剪力墙连梁设计不尽 合理 ， 剪力墙连梁抗 剪不 足是 比较普遍 的现象 ， 特别是在连梁高跨 比较小时更是如此 。现在 大部 分设计都是对 此采取放任的态度 ， 未对连梁做特殊处 理。 在高层剪力墙结构体系设计 中，存在着大量 的剪力墙连梁 ， 此 部分 的合理设计直接影 响到工程的经济技术指标 。 通过调整连系梁 双 梁 连 梁 截 面的刚度 、 配筋形式及受力 特征 ， 使 整个结构体 系既保持相 当的 强度和刚度 ， 又具备 充分 的延性 ， 才能设计 出较好 的抗震结构形式 。 图 １ 以下结合设计实践 ， 提 出几种处理连梁构件的方法 。 １通 过调 节计算 系数实现连梁增加结构延性 的原则 １ ． １ 连梁 刚度折减 ： 连梁 由于跨高 比小 ， 与之相连 的墙肢 刚度大 等原 因 ， 在水平 力作用下 的内力往往很大 ， 连梁屈服 时表现为两端 出现裂缝 ， 刚度减弱 ， 内里重 分布 。 连梁 刚度折减系数的意义就是考 虑连梁开裂后 的折算 刚度 。 实际上 只要该参数输入一个小 于 １ 的数 值， 就 是允许 了连梁在 中震和 大震 作用下开裂 ， 但是避 免在正常使 用状 态下连梁开裂 ， 该值也不能太小 ， 一般不宜小于 ０ ． ５ 。 ｂ － ｂ １ ． ２抗震设 计的剪力墙 中连梁弯矩及剪 力可进行 塑性调 幅 ， 以 设 缝连梁 降低其剪力设 计值 ， 增加结构延性 。但在 内力计算时 已经按规定降 图２ 低 了刚度 的连梁 ， 其调幅范围应当限制或不再进行调幅。 当部分连 梁 降低弯矩设计值后 ， 其余部分连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提 度较大 ， 可 以有效的约束联 系各墙肢 。在地震力作用下可 以分裂为 高。 两个或多个构件 ， 能 承受 较大的塑性变形 ， 利用梁端塑性 铰的塑性 １ ． ３当连梁破坏时对承受竖向荷载无明显影响时 ，可考虑在大 转动及 中部连接薄弱处断裂面的来 回摩擦错动来 消耗地震能量。 达 震作用下该连梁不参与工作 ， 按 独立墙肢进行 第二次多遇地震作用 到极限荷载后 ， 断裂 面混凝 土退出工作 ， 各分梁 转化为单独 受力连 下结构 内力分析 ， 墙肢应该 按两次计算所 得的较大内力进行配筋计 梁， 约束各 墙肢。（ 图２ ） 算。
２减 少连 梁的高度
在建 筑物整体 刚度 许可的情况下 ， 尽量减少 连梁 的高度 ， 使 连 强弯弱剪 ” ， 类似深梁的受力特性 。 剪力变形所 占比例较 大 ， 在 梁 的跨高 比大 于 ２ ，以求得 在地震 力作用下连梁最先形成 塑性铰 ， 式为“ 地震力作用下 ， 多发生脆性剪切破坏或剪切滑移破坏 ， 延性较差。ｘ 有效 的提高连梁的耗能能力 。在减小连梁高度时 ， 应控 制连梁的高 形配筋技术应用于剪力墙连梁可 以有效 的提高连系梁抗剪能力 ， 使 度不能小于 ４ ０ ０ ａ ｒ ｍ， 以防止形成弱连梁 ， 造成各墙肢不能协 同工作 。 ｘ形 配筋还可 以在地震 力作用下在连梁上人为 必要 时可 采用扁宽连梁 方案 ， 在控制跨高 比的同时 ， 不 过多减弱各 连梁有较好的延性。墙Fra bibliotek间的联系 。
３ 设 置 双 梁
一 舀 ｍ 一 旨
设置塑性铰 ， 耗散地震能量。 结 束 语
５ Ｘ型 交 叉 配 筋 连 梁 跨 高 比较小 的连梁延性较 差的主要原 因是此类连 系梁破 坏形
随着 高层建筑 的不 断发展 ， 框剪 一剪力墙 、 剪力墙及框 支剪 力 当洞 口上 部连梁高度较 高时 ， 结合设 备专业 留洞 ， 在连梁腹部 墙体系会被越来越广泛 的采用 ， 作为此类 结构体 系重要构件之一 的 开设 通长洞 口， 形成双洞 。控制双梁 的跨高 比均不小 于 ３ ， 变小跨高 连梁 的设 计 ， 也是结 构抗 震设计 的关键 ， 希望在设计工 作者 的认 真 比连系梁“ 强弯弱剪 ” 的力学 特征 为“ 强剪弱弯 ” ， 保证在地震力作用 研究下 ， 连梁的设计会 越来越合理有效。 下连梁两 端出现塑性铰 ， 以耗散地 震能量 ， 使结 构获得较 大的塑性 参 考 文 献 变形 能力 。 另外 ， 双连梁在梁端出现塑性铰 以后 ， 上下连梁 可视为上 ｆ ｌ ｌ 建 筑抗震设计规范． Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ ， ２ ０ １ ０ ． 下弦杆 ， 传递各墙肢 的水平力。 这是一种 比 较好 的设计手法 。 在风荷 『 ２ １ 高层建 筑混凝土结构技 术规程 Ｊ Ｇ Ｊ ３ — ２ ０ １ ０ ， ２ ０ １ ０ ． 载作用下 ， 双连梁 刚度较大 ， 对于正常使用状态 下建筑物 总体变形 ｆ ３ １ 傅 学怡． 实用高层建筑结构设 计ｆ 第 ２版） ． ２ ０ １ ０ ．
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浅谈合理设计剪力墙连梁的方法
杨 林 林
（ 辽 宁阜新 市建筑工程施 工图设计文件审查 中心 ， 辽 宁 阜新 １ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 高层剪力墙 结构体 系的连梁是 联 系各墙肢体共 同工作的重要构件 ， 高层 建筑剪力墙连 梁的设计 受很 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 ， 因此优化连 梁设计是保证剪 力墙各墙肢协 调 工作 的前提 。通过理论分析和设计 中采用过 的一 些成功 实例总结 出剪力墙连 梁合理设计几种可行的处理方法。 关键词 ： 延性 ； 跨 高比； 耗 能； 塑性铰 剪力墙连系梁主要有 两个作用 。首先是在 正常使用 状态（ 重力 及风荷载作 用 ） 下满足结构使用阶段的刚度要求 。此 阶段连系梁应 有足够的刚度 ， 联系各墙肢共 同工作 。 其二是在地震作用下 ， 需要联 系梁 首先 屈服 ， 梁上形成塑性铰 ， 耗散较大 的地震 能量 ， 使结构获得 较大 的塑性变形能力——延性 。连梁上述两个方 面的作用 ， 要求把 连梁设计成既“ 刚” 又“ 柔” 的受力构件 ， 这给设计带来较大难度 。许 多工程 电算表 明 ， 因剪力墙连梁设计不尽 合理 ， 剪力墙连梁抗 剪不 足是 比较普遍 的现象 ， 特别是在连梁高跨 比较小时更是如此 。现在 大部 分设计都是对 此采取放任的态度 ， 未对连梁做特殊处 理。 在高层剪力墙结构体系设计 中，存在着大量 的剪力墙连梁 ， 此 部分 的合理设计直接影 响到工程的经济技术指标 。 通过调整连系梁 双 梁 连 梁 截 面的刚度 、 配筋形式及受力 特征 ， 使 整个结构体 系既保持相 当的 强度和刚度 ， 又具备 充分 的延性 ， 才能设计 出较好 的抗震结构形式 。 图 １ 以下结合设计实践 ， 提 出几种处理连梁构件的方法 。 １通 过调 节计算 系数实现连梁增加结构延性 的原则 １ ． １ 连梁 刚度折减 ： 连梁 由于跨高 比小 ， 与之相连 的墙肢 刚度大 等原 因 ， 在水平 力作用下 的内力往往很大 ， 连梁屈服 时表现为两端 出现裂缝 ， 刚度减弱 ， 内里重 分布 。 连梁 刚度折减系数的意义就是考 虑连梁开裂后 的折算 刚度 。 实际上 只要该参数输入一个小 于 １ 的数 值， 就 是允许 了连梁在 中震和 大震 作用下开裂 ， 但是避 免在正常使 用状 态下连梁开裂 ， 该值也不能太小 ， 一般不宜小于 ０ ． ５ 。 ｂ － ｂ １ ． ２抗震设 计的剪力墙 中连梁弯矩及剪 力可进行 塑性调 幅 ， 以 设 缝连梁 降低其剪力设 计值 ， 增加结构延性 。但在 内力计算时 已经按规定降 图２ 低 了刚度 的连梁 ， 其调幅范围应当限制或不再进行调幅。 当部分连 梁 降低弯矩设计值后 ， 其余部分连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提 度较大 ， 可 以有效的约束联 系各墙肢 。在地震力作用下可 以分裂为 高。 两个或多个构件 ， 能 承受 较大的塑性变形 ， 利用梁端塑性 铰的塑性 １ ． ３当连梁破坏时对承受竖向荷载无明显影响时 ，可考虑在大 转动及 中部连接薄弱处断裂面的来 回摩擦错动来 消耗地震能量。 达 震作用下该连梁不参与工作 ， 按 独立墙肢进行 第二次多遇地震作用 到极限荷载后 ， 断裂 面混凝 土退出工作 ， 各分梁 转化为单独 受力连 下结构 内力分析 ， 墙肢应该 按两次计算所 得的较大内力进行配筋计 梁， 约束各 墙肢。（ 图２ ） 算。
２减 少连 梁的高度
在建 筑物整体 刚度 许可的情况下 ， 尽量减少 连梁 的高度 ， 使 连 强弯弱剪 ” ， 类似深梁的受力特性 。 剪力变形所 占比例较 大 ， 在 梁 的跨高 比大 于 ２ ，以求得 在地震 力作用下连梁最先形成 塑性铰 ， 式为“ 地震力作用下 ， 多发生脆性剪切破坏或剪切滑移破坏 ， 延性较差。ｘ 有效 的提高连梁的耗能能力 。在减小连梁高度时 ， 应控 制连梁的高 形配筋技术应用于剪力墙连梁可 以有效 的提高连系梁抗剪能力 ， 使 度不能小于 ４ ０ ０ ａ ｒ ｍ， 以防止形成弱连梁 ， 造成各墙肢不能协 同工作 。 ｘ形 配筋还可 以在地震 力作用下在连梁上人为 必要 时可 采用扁宽连梁 方案 ， 在控制跨高 比的同时 ， 不 过多减弱各 连梁有较好的延性。墙Fra bibliotek间的联系 。
３ 设 置 双 梁
一 舀 ｍ 一 旨
设置塑性铰 ， 耗散地震能量。 结 束 语
５ Ｘ型 交 叉 配 筋 连 梁 跨 高 比较小 的连梁延性较 差的主要原 因是此类连 系梁破 坏形
随着 高层建筑 的不 断发展 ， 框剪 一剪力墙 、 剪力墙及框 支剪 力 当洞 口上 部连梁高度较 高时 ， 结合设 备专业 留洞 ， 在连梁腹部 墙体系会被越来越广泛 的采用 ， 作为此类 结构体 系重要构件之一 的 开设 通长洞 口， 形成双洞 。控制双梁 的跨高 比均不小 于 ３ ， 变小跨高 连梁 的设 计 ， 也是结 构抗 震设计 的关键 ， 希望在设计工 作者 的认 真 比连系梁“ 强弯弱剪 ” 的力学 特征 为“ 强剪弱弯 ” ， 保证在地震力作用 研究下 ， 连梁的设计会 越来越合理有效。 下连梁两 端出现塑性铰 ， 以耗散地 震能量 ， 使结 构获得较 大的塑性 参 考 文 献 变形 能力 。 另外 ， 双连梁在梁端出现塑性铰 以后 ， 上下连梁 可视为上 ｆ ｌ ｌ 建 筑抗震设计规范． Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ ， ２ ０ １ ０ ． 下弦杆 ， 传递各墙肢 的水平力。 这是一种 比 较好 的设计手法 。 在风荷 『 ２ １ 高层建 筑混凝土结构技 术规程 Ｊ Ｇ Ｊ ３ — ２ ０ １ ０ ， ２ ０ １ ０ ． 载作用下 ， 双连梁 刚度较大 ， 对于正常使用状态 下建筑物 总体变形 ｆ ３ １ 傅 学怡． 实用高层建筑结构设 计ｆ 第 ２版） ． ２ ０ １ ０ ．
