浅谈高层剪力墙中连续梁的设计.docx

1、浅谈高层剪力墙中连续梁的设计 摘要：连续梁具有跨度小、截面大、与连续梁相连的墙体刚度大的特点。剪力墙中连续梁的设计原则即 “ 强减弱弯 ” 。本文主要阐述了高层建筑剪力墙中破坏机理、设计时应注意的问题、截面的选取与抗震的措施。 关键词：高层剪力墙连续梁破坏机理设计 Abstract: The continuous beam has little span, and section, and continuous beam connected wall rigidity big characterist that is “strong abate turn“. This article main

2、ly expounds the high-rise buildings in the shear wall failure mechanism, design should pay attention to the problem, and the seismic section, the selection of the measufailure mechanism, design 中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号： 引言 在剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢的梁称为连续梁。连续梁的特点是跨高比小，与连续梁相连的墙肢刚度又很大。一般在风荷载和地震荷载作用下，连续梁的内力往往很大，

3、而连续梁刚度变化对整体结构影响较大，它是整体结构的刚度调节器 。所以连续梁设计的合理与否就显得尤为重要。 1 连续梁的破坏机理 高层剪力墙中连续梁在水平荷载作用下的破坏分为两种，即脆性破坏和延性破坏。连续梁在脆性破坏时就丧失了承载力，在沿墙全高所有连续梁均发生剪切破坏时，连续梁就丧失了墙肢对它的约束作用变成单片的独立梁。这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，并最终可能导致结构的倒塌。连续梁在延性破坏时，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，并形成塑性铰，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量，同时 通过塑性铰仍能传递弯矩和剪力，对墙肢起到一

4、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，连续梁起到了一种耗能的作用，对减小墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下，连续梁的裂缝会不断发展、加宽，直至破坏。 2 实际工程设计时必须注意的方面 2.1 降低连续梁的刚度或弯矩设计值 一般剪力墙中，可采用弯矩调幅的方法降低连续梁的弯矩设计值，使连续梁先于墙肢屈服和实现弯曲屈服。调幅的方法有两种 :（ 1）在小震作用下的内力和位移计算时，通过折减连续梁刚度，使连续梁 的弯矩、剪力值减小。但折减系数也不能过小，否则无法保证连续梁有足够的承受竖向荷载的能力。（ 2）按连续梁弹性刚度计算内力和位移，将弯矩和剪力组合乘以折减

5、系数，用这种方法时应适当增加其他连续梁的弯矩设计值，以补偿静力平衡。 2.2 延性连续梁设计 根据 “ 强墙肢弱连续梁 ” 的抗震设计要求，连续梁屈服先于墙肢连续梁应具有较大的延性和耗能能力。现介绍三种延性耗能连续梁，供同行参考不妥或错误之处敬请读者指正。 （ 1）开缝混凝上连续梁 对跨高比较小的连续梁，在连续梁腹板上沿跨度方向预 留一条或两条缝或槽，将连续梁沿梁高方向分成儿根跨高比较大的梁。在大震作用下，发生延性较好的弯曲破坏。 （ 2）交叉配筋 利用交叉配筋来抵抗地震作用下不断改变的剪力，斜筋方向和主拉应力方向接近，斜筋抵抗由弯剪作用所引起的主拉应力，从而有效地限制裂缝的开展。 交叉配筋连

6、续梁有明显的优越性 : 交叉配筋的竖向分量可以提供两个方向的剪力，有效防止剪切滑移破坏 ; 交叉钢筋可以承担混凝上开裂、退出工作后的拉力，有效防止裂缝继续开展，避免剪切破坏。试验结果表明，交叉配筋连续梁的延性和耗能能力明显 优于普通水平配筋连续梁，具有良好的抗震性能。 （ 1）钢板混凝上连续梁 钢板混凝上连续梁是在混凝上连续梁中配置钢板的连续梁，由钢板抵抗剪力，钢筋混凝上与钢板共同抵抗弯矩，钢板提高了连续梁的抗剪承载力，防止连续梁发生脆性剪切破坏，更重要的是，钢板作为一个连续体在连续梁中有效地防止了斜裂缝的产生和发展，在梁墙交界处有效地防止了反复荷载作用下的弯曲滑移破坏。钢板有良好的塑性变形能

7、力，可以减小箍筋用量，给施工带来便利。 3 连续梁截面的合理选取 在连续梁设计中，我们将刚度折减后 ，仍可能发生连续梁受弯或受剪承载力不足的情况，这时可以采用增大连续梁洞口宽度、减小连续梁高度来降低连续梁的刚度 ; 也可以通过增加该片剪力墙厚度来降低连续梁的刚度，因为该片剪力墙厚度增加后，结构整体刚度加大，地震作用产生的内力增加，而连续梁的受剪承载力与宽度的增加成正比，但地震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，因此有可能使连续梁的受剪承载力不超限。高层剪力墙连续梁的设计还受到很多因素的制约。连续梁的内力和剪力墙的多少、刚度等都有关。因此设计时，应尽量符合 “ 强剪

8、弱弯 ” 的原则，以取 得比较理想的结果。 4 连续梁的抗震措施 4.1 剪力墙结构中连续梁刚度折减问题 我们之所以考虑对连续梁刚度进行折减，是因为在水平荷载作用下，连续梁很快进入弹塑性阶段并发展裂缝，刚度减弱，内力重分布。当连续梁屈服并形成塑性铰时，就会有部分弯矩转移到墙肢上梁的刚度和内力并小会达到按弹性阶段计算所得的数值。地震作用下连续梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下的更大因此，刚度降低得更多但是，刚度折减得愈多，亦即取用的折减系数愈小，意味着设计荷载作用下裂缝开展得愈大在超载时，如发生强台 风或超过多遇地震烈度的地震时，塑性铰会出现得更早，这势必对连续梁的延性提出更高要求。 4.2

9、 加连续梁跨度减少高度 在连续梁设计中刚度折减后，仍可能发生连续梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力小够的情况，这时可以增加洞口的宽度，以减少连续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，使连续梁的承载力有可能小超限。 5 结语 高层建筑剪力墙连续梁的设计受很多因素的制约连续梁的内力和剪力墙的多少、每片剪力墙的水平力大小、连续梁的刚度、与之相连的墙肢刚度等都有关。因 此在设计时，问题是比较复杂的，设计时要把互相制约的因素统一协调，以取得比较理想的结果。 参考文献： 唐兴荣 .高层建筑转换层结构设计与施工 M.北京 :中国建筑工业出版社，2002 年 . 朱伯龙 .结构抗震试验 M.北京 :地震出版社， 1989 年 姚振纲、刘祖华 .建筑结构试验 M.上海 :同济大学出版社， 2000 年