高層建筑剪力墻中關(guān)于連梁問題的研究

彭靜華

【摘要】高層建筑是現(xiàn)代人類生活需求和社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展中的重要產(chǎn)物，是工業(yè)化發(fā)展、城市化發(fā)展、現(xiàn)代化發(fā)展以及商業(yè)化發(fā)展的結(jié)果。每一個(gè)高層建筑都體現(xiàn)了不同的城市中的發(fā)展水平，同時(shí)也體現(xiàn)出了整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展水平。本文主要簡單介紹了連梁在剪力墻中所具有的作用，分析其所存在的主要問題，并就這些問題提出了一些設(shè)計(jì)所需要注意的事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；連梁；剪力墻；問題

1.前言

我國現(xiàn)代建筑模式越具多樣化，超高層的建筑層出不窮，盡管這些超高層的建筑占據(jù)了較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但它的存在對(duì)于施工過程的提出了更加高的要求，對(duì)建筑的設(shè)計(jì)要求也更加嚴(yán)格謹(jǐn)慎。高層建筑中的剪力墻有著非常重要的作用，而連梁更是必不可缺的一個(gè)重要部分，高層建筑中，剪力墻內(nèi)的連梁的作用非常顯著，連梁在建筑中連接著剪力墻，保持平穩(wěn)及安全性。然而，目前的高層建筑中剪力墻與連梁設(shè)計(jì)成為了當(dāng)前高層建筑中的主要問題，兩者關(guān)系著高層建筑的工程質(zhì)量及安全性，因此，我們要加強(qiáng)對(duì)剪力墻中的連梁重視度。

2.高層建筑墻中連梁的地位及意義

隨著國內(nèi)城市化的發(fā)展速度不斷加快，城市人口日益增加，低層建筑很難滿足人口增多的現(xiàn)狀，這就增加了超高層建筑的開發(fā)及建筑力度，為了追求更多的空間來滿足社會(huì)人類的需求，建筑行業(yè)需要作出相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，然而目前空間建造主要從兩個(gè)方向開始著手，第一：地下發(fā)展；目前我國有很多地下商場及地下室等建筑的建設(shè)，其中地下商場是最為典型的代表。第二：超高層建設(shè)；目前高層的居民樓以及寫字樓越來越多，建筑的高度使得我們不得不對(duì)工程的質(zhì)量給予更多的重視度，建設(shè)的要求會(huì)隨著高度的增加而升高，為建筑行業(yè)帶來了相當(dāng)大的壓力。連梁自身有著跨度小且截面大等的特點(diǎn)，它在任何高層建筑的水平力及荷載等作用下會(huì)產(chǎn)生出非常大的內(nèi)力[1]。然而，高層建筑中的剪力墻連梁兩端的墻肢一旦受到某些外力的影響而產(chǎn)生不均勻的壓縮現(xiàn)象，就會(huì)使得其位置發(fā)生偏移，讓建筑的安全性及質(zhì)量受到影響。因此，對(duì)高層建筑剪力墻中的連梁設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究有著非常重要的意義。

3.重視高層建筑墻中連梁問題的必要性

剪力墻在高層建筑的結(jié)構(gòu)中屬于較為關(guān)鍵的部分，其主要作用是能夠承載住建筑所產(chǎn)生的載荷壓力，因此，需要相關(guān)建筑工作人員注意剪力墻的合理設(shè)計(jì)及施工。而連梁是剪力墻中不可或缺的一部分，一般來說，連梁的跨高較小，與一般的民用建筑相比之下，連梁的結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行更深入的設(shè)計(jì)，特別是連梁在剪力墻及整個(gè)建筑中所能承受的最大壓力計(jì)算及設(shè)計(jì)，必要要經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算和慎重的考慮。通常情況下，大部分的連梁都需要經(jīng)過嚴(yán)峻的壓力來考驗(yàn)，確保是否影響整個(gè)高層建筑的結(jié)構(gòu)，保障工程及建筑的安全性。因此，重視高層建筑墻中連梁問題具有非常重要的必要性。

3.1現(xiàn)階段連梁水平內(nèi)壓超出正常范圍

高層建筑的實(shí)際連梁設(shè)計(jì)中，其跨度往往因?yàn)檫B接的墻肢跨度小及跨高比小等，使得連梁的水平內(nèi)力超出了正常的范圍，一旦出現(xiàn)這個(gè)問題在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就難以得到有效的解決。很多設(shè)計(jì)規(guī)范中所規(guī)定的不考慮抗震及考慮抗震的取值范圍并不明確，同時(shí)，荷載的情況也沒有進(jìn)行詳細(xì)說明。我國目前有一個(gè)可以有效解決該問題的措施：減少連梁的剛度大小，同時(shí)降低因剛度而帶來的水平內(nèi)壓，達(dá)到解決目的。但是，隨之而來的問題同樣要重視，例如：當(dāng)連梁的剛度降低時(shí)，很大程度上會(huì)使得混凝土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，為此，我們還要注意連梁的塑性以及延性。然而，尤其要特別注意的是連梁的剛度之所以要折減是因?yàn)樵趥?cè)向荷載作用之下，其會(huì)因?yàn)榛炷亮验_后逐漸降低，同時(shí)，外力下其裂縫的塑性變形和開展之間的比風(fēng)荷載的作用要大得多，其剛度就會(huì)下降更多。

3.2水平計(jì)算以及豎直荷載計(jì)算不夠科學(xué)

許多高層建筑中的剪力墻內(nèi)連梁的設(shè)計(jì)在于水平荷載的計(jì)算以及剪力墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的豎向調(diào)整，精確的計(jì)算出結(jié)果才能夠保證剪力墻在建筑中發(fā)揮出最佳的作用，如果計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)問題，則會(huì)使得剪力墻的結(jié)構(gòu)發(fā)生缺陷從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失敗，因此，我們必須要在計(jì)算水平荷載及剪力墻結(jié)構(gòu)豎向的結(jié)果時(shí)務(wù)必要以嚴(yán)格和仔細(xì)的態(tài)度進(jìn)行，尤其注意對(duì)折減系數(shù)的考慮。例如：某工程針對(duì)其豎直荷載及水平計(jì)算做出了相關(guān)方案。首先，在豎向荷載的作用之下，要適當(dāng)?shù)亟档婉詈狭旱膭偠却笮?，然后利用支座彎矩調(diào)幅來合理降低梁的支座彎矩。而在水平荷載的作用之下，建筑中的連梁剛度會(huì)有所減小，且在風(fēng)荷載的情況之下，其不低于0.8的折減系數(shù)。

3.3風(fēng)荷載欠缺合理性

風(fēng)荷載一般是控制高層建筑的主要荷載，其連梁的正截面剛度有所減小的話，且依舊存在耦合梁斜截面受剪承載力不彎曲的現(xiàn)象，就不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)整工作?，F(xiàn)代的高層建筑的高度是最為顯著的特點(diǎn)，超高層建筑中的剪力墻與連梁的設(shè)計(jì)需要就風(fēng)荷載的問題來進(jìn)行充分的考慮，主要是為了能夠避免風(fēng)荷載對(duì)建筑的影響，我們可以通過有效的方式來進(jìn)行，如增加剪力墻厚度等，對(duì)連梁進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，降低風(fēng)荷載對(duì)整個(gè)建筑產(chǎn)生的不良影響[2]。

4.高層建筑墻中連梁問題的解決對(duì)策

高層建筑剪力墻中的連梁所具有的重要性必須要從其問題的出發(fā)點(diǎn)來進(jìn)行探討，未來高層建筑的發(fā)展中，對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及連梁的設(shè)計(jì)都有著需要注意的事項(xiàng)，每一項(xiàng)工程都具有一定的危險(xiǎn)性，我們必須要在最大的程度上去避免事故的發(fā)生，提高各項(xiàng)工作的監(jiān)督力度及執(zhí)行力度，才能夠保障建筑施工的順利進(jìn)行及整個(gè)建筑的質(zhì)量，以下幾點(diǎn)內(nèi)容是高層建筑剪力墻中連梁設(shè)計(jì)的有效對(duì)策及注意事項(xiàng)。

4.1充分了解相關(guān)國家規(guī)范

任何一項(xiàng)工程都有需要遵循的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)部的連梁設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場的施工策劃必須要按照國家的相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格進(jìn)行，每一項(xiàng)規(guī)定的具體指標(biāo)不容小覷，特別是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的所提出的規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，其主要是針對(duì)于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁剛度等問題所提出，我們必須要嚴(yán)格按照該規(guī)定來執(zhí)行到每一項(xiàng)工作中去。塑性鉸也要做出相應(yīng)的關(guān)注工作，只要發(fā)現(xiàn)建筑施工過程中沒有塑性鉸，就必須要立即采用有效措施，加強(qiáng)連梁的彈性，確保連梁能夠在建筑中具有強(qiáng)剪弱彎的優(yōu)勢(shì)。

4.2科學(xué)設(shè)計(jì)連梁高度以及跨度

根據(jù)眾多建筑行業(yè)所總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)來看，連梁設(shè)計(jì)中的跨度及高度的大小在一定程度上會(huì)對(duì)其本身在建筑中作用發(fā)揮產(chǎn)生影響，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)連梁的過程中必須要適當(dāng)?shù)亟档瓦B梁的高度，同時(shí)，以提高連梁跨度的方法在設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理探究，確保連梁的跨度及高度的參數(shù)調(diào)整能夠在剪力墻結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮其最為重要的作用。然而，連梁設(shè)計(jì)過程中需要注意的是，對(duì)其所作出的調(diào)整范圍不能超過20%的數(shù)據(jù)調(diào)整，要對(duì)剪力墻起到保護(hù)的作用，避免破壞剪力墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同樣的，連梁的調(diào)整必須要在其結(jié)構(gòu)中具有強(qiáng)剪弱彎的特點(diǎn)。

4.3注重混凝土施工工作

高層建筑的施工離不開混凝土，因此，在設(shè)計(jì)連梁的過程中必須還要保障高層建筑剪力墻中的混凝土質(zhì)量，確保其質(zhì)量不影響整個(gè)施工的過程，特別是對(duì)于混凝土配置的等級(jí)方面，只有使用高效的混凝土才能夠在整個(gè)建筑中起到有效作用，因此，如果混凝土出現(xiàn)問題，就很容易使得建筑施工受阻且導(dǎo)致連梁結(jié)構(gòu)損壞等。

4.4其他措施

針對(duì)于抗震區(qū)域的高層建筑，剪力墻中的連梁設(shè)計(jì)經(jīng)過調(diào)整后，如果還存在有承載力不足的現(xiàn)象就要立即采取相應(yīng)措施來確定剪力，然后再根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的特點(diǎn)來對(duì)其進(jìn)行縱橫向鋼筋的配置。連梁的設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)還有很多方面，例如：通過提高剪力墻的厚度來增加連梁在建筑中的作用，也可以通過對(duì)其性能進(jìn)行延展，以此來保證連梁在建筑中具有較高穩(wěn)定性等。

5.結(jié)語

綜上所述，我國國內(nèi)的高層建筑建設(shè)必須要將建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工計(jì)劃作為重點(diǎn)的關(guān)注內(nèi)容，剪力墻是建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，而連梁是剪力墻的重要部分，合理的設(shè)計(jì)才能夠保障兩者在建筑中的作用能夠充分發(fā)揮。但就我國高層建筑剪力墻的連梁設(shè)計(jì)而言，還存在著較多問題，因此，我們必須要加強(qiáng)對(duì)連梁的監(jiān)督和設(shè)計(jì)的合理性，確保建筑的安全性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]范小平.高層建筑剪力墻連梁設(shè)計(jì)的探討[J].低溫建筑技術(shù).2012，（11）：50-51.

[2]邵軍.高層剪力墻中連梁設(shè)計(jì)的討論[J].黑龍江科技信息.2013，（23）：60-62.