高层剪力墙结构连梁抗震设计中的重点问题探究.docVIP

PAGE PAGE 1 高层剪力墙结构连梁抗震设计中的重点问题探究 　　摘要：随着近几年我国经济的发展，我们国家的高层建筑使用越来越广泛，而对其要求也越来越高，尤其在安全方面的设计，对于高层建筑的抗震能力的设计也是很关键的一步。本文作者结合多年来的工作经验，对高层剪力墙结构连梁抗震设计中的重点问题进行了探讨。 　　关键词：剪力墙连梁；抗震；设计 　　中图分类号：TU591文献标识码：A文章编号： 　　引言： 　　随着社会的进步和经济的发展，高层建筑技术的发展也十分迅猛。和普通的建筑相比，高层建筑具有高度高、功能复杂、人员密集、用电量大、消防要求高等特点，这就给高层建筑的设计带来了困难。而对于剪力墙这种构造，它具有着很好的防侧压能力以及纵向的载重能力，使得这种结构在现在的高层建筑建造中得到广泛的使用。然而在工程施工时，考虑到不同的建筑物的不同用途以及使用时的某些特点，使得在建造时某些地方的比列及其不符合规范，或者是在开始的设计阶段就出现问题等等这些因素，都会对建筑的抗震性有着不同的影响。 　　1连梁抗震设计 　　对于开洞混凝土剪力墙自身的抗震性能产生较大影响的是连梁的强度、刚度以及延性。最佳状态是连梁比墙肢更早屈服，并且连梁的延性非常强，等到墙肢底部产生塑性铰，数个连梁的端部产生塑性铰，这部分塑性铰能够将地震的能量吸收；还可以让弯矩和剪力持续传递，对墙肢产生的约束弯矩使得剪力墙能够维持相应的承载力以及刚度，而且墙肢底部塑性铰区同样具备延性，此类连梁的剪力墙具备很好的延性。按照抗震设计的有关规范要求，建筑物在遭到比本地防震烈度更低的地震影响的时候，通常不会破坏建筑物或者无需修复仍然可以正常使用；建筑物在遭到比本地防震烈度更高的地震影响的时候，建筑物并未倒塌或者产生威胁生命的重大损坏。所以剪力墙的设计应当确保不出现剪切破坏。根据强墙弱梁的设计原则对剪力墙的结构进行设计，根据强剪弱弯的设计原则对连梁与墙肢进行设计，这种结构与悬臂墙相比较其延性更好，更加科学。若连梁比较强而构成整体墙，应当注意加强和悬臂墙接近的塑性铰区的设计。若连梁存在非常大的跨高容易产生剪切破坏，则应当根据多道设防的设计原则，设计一些独立墙肢从而能够有效抵抗地震力的冲击。 　　2连梁抗震设计的重点问题 　　2.1剪力墙结构中有关连梁刚度系数折减的问题 　　对连梁刚度系数实施折减，是由于在水平方向受到作用力的情况下，连梁产生裂缝，刚度减弱，重新分布内力。一旦连梁出现屈服并且产生塑性铰的时候，将有一部分弯矩被传递到墙肢上。而梁的内力与刚度并未进入弹性期。在地震力冲击下连梁产生的裂缝以及塑性变形与风荷载作用力相比更大，刚度快速下降。然而，刚度折减越多，其折减系数也就越小，表明设计荷载效应下裂缝变得越大。一旦出现超载，如出现强烈的台风或者高出常遇抗震烈度的地震的时候，出现塑性铰的时间就提前，对于连梁的延性要求更高。在竖向荷载效应下，当梁端产生塑性铰的时候，它无法将内力传递到墙肢上，仅仅在该连梁内部重新分布内力。所以，在竖向荷载效应下，不应该对连梁的刚度折减系数进行考虑。总之，对内力与位移进行计算时，需要对竖向与水平荷载效应下两种情形区别对待。在竖向荷载效应下，不需要折减连梁的刚度系数，利用支座弯矩调整的幅度来降低连梁支座的弯矩。在水平荷载效应下，可以折减连梁的刚度系数，比如，当出现风荷载效应时折减系数应当大于等于0.8，当有地震作用力时折减系数应当大于等于0.55。以上建议对于两端和剪力墙联接的连梁较为适宜，而针对墙一端和柱联接的连梁却未必适宜。 　　若处于框架柱与剪力墙两者之间的梁出现屈服产生塑性铰，将弯矩传递到框架与墙肢的时候，通常情形下墙肢的强度完全可以承受所增加的弯矩。但是针对刚度比墙肢小得多的柱，仅能承受的非常有限的附加弯矩。所以，其刚度的折减系数不宜过小，通常应当大于等于0.8。 　　2.2增加连梁的跨度降低高度 　　在设计连梁中，刚度系数折减之后连梁的正截面仍然有可能出现受弯承载力或者斜截面产生受剪承载力不足的情形，此时应当增加洞口的宽度，以使得连梁的刚度减少。结构的整体刚度有所下降，缓解了地震力的影响，从而连梁的承载力不会超限。若只有小部分的连梁出现超限或者超筋，就可以采取对连梁的内力进行调整加以解决。所调整的幅度应当小于等于20%，并且连梁务必符合强剪弱弯的规定。 　　2.3增加剪力墙的厚度 　　由于连梁的高度与跨度之比通常而言较小，当连梁抗弯达到极限承载能力并且出现塑性铰以前，连梁需要承受非常大的剪应力从超出其极限受剪承载能力。因此，如果连梁斜截面的受剪承载力不足的时候，可以增加剪力墙的厚度，也就是使得连梁的截面宽度有所增加，使结构的整体刚度得到提高。增加墙厚之后，地震造成的内力不是按照增加的墙厚的百分比分配剪力墙，而是比该比例更小，所以使得连梁的