淺析剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的控制策略

安徽省人防建筑設(shè)計研究院東莞分部 523000

摘要：連梁作為剪力墻結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，對剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性和承載力有很大影響。在當(dāng)前高層建筑建設(shè)尤為注重建設(shè)質(zhì)量的情況下，注意加強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度控制是非常必要的，這可以為提高高層建筑的應(yīng)用性創(chuàng)造條件。對此，本文就如何控制剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的策略進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；連梁剛度；控制策略

引言

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，連接兩個剪力墻墻肢的梁被稱為連梁。連梁剛度的大小決定連梁對剪力墻墻肢的約束程度，確保連梁剛度在控制范圍之內(nèi)，可以使其作為剪力墻結(jié)構(gòu)的第一防線。在發(fā)生地震等情況下，可以起到一定的支撐作用。所以，在建筑物建設(shè)中，對剪力墻結(jié)構(gòu)予以設(shè)計建設(shè)時應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)連梁剛度的控制。對此，本文筆者在下文中就剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁的延性破壞進(jìn)行分析，進(jìn)而探討如何對剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度予以有效控制進(jìn)行分析。

一、連梁的延性破壞情況

剪力墻結(jié)構(gòu)中，可以造成連梁的延性破壞主要有以下兩種情況。

其一，連梁的剛度及承載力很大。當(dāng)連梁的剛度及承載力特別大的情況下，作用在連梁上的力會被連梁的承載力抵消，連梁不會被壓彎。但此時開洞剪力墻與整體懸臂墻類似，需要底層的塑性鉸來作支撐而不會出現(xiàn)墻肢剪切破壞的情況。但是往往在連梁剛度及承載力特比大的情況下，墻肢比較容易出現(xiàn)剪切破壞的情況。這一情況就屬于有延性的彎曲破壞。

其二，連梁的抗剪承載力比剪力墻小時。通常情況下，在連梁的抗剪承載力小于剪力墻的情況下，連梁對于作用在其自身之上的剪切力難以有效的抵抗，這會使得連梁出現(xiàn)剪切破壞，相應(yīng)的受連梁約束墻肢的狀態(tài)被打破，形成單獨墻肢。與連梁完好的剪力墻相比，單獨墻肢的剪力墻側(cè)向剛度大大降低，在受力的情況下，容易被破壞。所以說，連梁的抗剪承載力過小，也會導(dǎo)致剪力墻出現(xiàn)有延性的彎曲破壞。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的控制

剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度在有效的控制范圍內(nèi)，可以使其在剪力墻結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮作用，提高剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能和承載力，為實現(xiàn)建筑物堅固、穩(wěn)定的應(yīng)用創(chuàng)造條件。當(dāng)然，要想確保連梁充分發(fā)揮作用，注意對其予以有效的控制。

（一）連梁剛度一般控制方法

對于建筑物建設(shè)中剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的控制，需要遵循《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容，科學(xué)、合理的、規(guī)范的控制和處理，這樣才能夠保證所建設(shè)的連梁可以在剪力墻結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用?；谝陨戏ㄒ?guī)，對剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的一般控制主要是通過以下手段。

其一，科學(xué)計算連梁的剪力設(shè)計值。為了確保所構(gòu)建的剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堅固、安全，在對剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度控制的過程中，通過對連梁的剪力設(shè)計值加以計算，可以相對準(zhǔn)確的確定連梁的抗剪承受力。對于科學(xué)的計算連梁的剪力設(shè)計值，是對建筑工程建設(shè)實際情況進(jìn)行分析，確定剪力墻開洞口高度及連梁的設(shè)計截面，在此基礎(chǔ)上，對連梁剛度予以分析，確定連梁剛度及連梁對墻肢的約束，相應(yīng)的連梁的剪力設(shè)計值就可以科學(xué)的計算出來。

其二，通過人為的方式對連梁剛度予以控制。在剪力墻結(jié)構(gòu)計算的過程中，根據(jù)剪力墻實際情況，對連梁剛度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p，避免連梁剛度過大或過小，從而促使連梁的建立比實際受到的剪力小。如此，在建筑物具體應(yīng)用的過程中若受到地震等外力的作用，因連梁剪力小，其能夠出現(xiàn)塑性鉸，減小連梁的剛度，促使連梁可以有效的抵抗外力。但需要注意的是利用此種方法來控制剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁，需要對連梁進(jìn)行調(diào)幅處理，確保調(diào)幅處理后的連梁彎矩設(shè)計值應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的要求。

其三，計算剪力墻最大內(nèi)力。對于剪力墻最大內(nèi)力進(jìn)行計算，需要進(jìn)行兩次計算，其中包括連梁未被破壞時的剪力和獨立墻肢的最大結(jié)構(gòu)內(nèi)力。這兩次計算都以剪力墻受到地震作用為標(biāo)準(zhǔn)。在地震作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁將作為第一道防線，直到連梁被破壞。假設(shè)在地震作用時，連梁進(jìn)行鉸接處理。，計算此時的連梁剛度。在剪力墻獨立墻肢的情況下，對其受到地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行分析和計算。通過兩次計算所得到的剪力墻最大內(nèi)力，不僅可以明確剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度，還能夠最為剪力墻配筋設(shè)計的依據(jù)。

其四，限制受彎鋼筋來確保連梁抗彎承載力水平。達(dá)到這一目的，首先在滿足截面剪壓比和強(qiáng)剪弱彎的條件下，對連梁截面高進(jìn)行分析，在確定連梁截面高度后計算連梁剪力設(shè)計值。以此為依據(jù)，可以確定使連梁抗彎承載力平衡的連梁剛度。

（二）連梁相對剛度的控制方法

上文所簡述的連梁剛度一般控制方法，只是單純的考慮連梁的剛度，但在實際建筑工程建設(shè)中，剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁還可能受到某些因素的影響，致使連梁剛度的控制更加復(fù)雜。所以，為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁可以充分發(fā)揮作用，還需要遵循《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定，對建筑剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁相對剛度加以控制。

因為受某些因素的影響，連梁對墻肢的約束可能發(fā)生變化，這使得在連梁對墻肢的約束時需要對連梁與墻肢的相對剛度和墻肢慣性矩比加以準(zhǔn)確的計算。基于此點，可以充分說明，實際建筑工程建設(shè)中剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻肢軸向變形的連梁與墻肢的剛度比越大，連梁對墻肢的約束作用越大，相應(yīng)的剪力墻的整體性越好。假設(shè)剪力墻的整體系數(shù)和墻肢慣性矩比為，相應(yīng)的扣除墻肢截面慣性矩后剪力墻的慣性矩為：。那么，根據(jù)剪力墻的開洞面積比、整體系數(shù)A、墻肢慣性矩比JAJ可把剪力墻分為兩種計算類型：

①整體墻?？梢院鲆暭袅Χ纯趯w應(yīng)力影響的剪力墻被稱為整體墻。對整體墻的連梁剛度進(jìn)行計算的過程中，是根據(jù)墻肢正應(yīng)力受力曲線圖來分析，在確定墻肢彎曲變形程度的基礎(chǔ)上，計算出整體墻中連梁剛度。

②整體小開口墻。剪力墻開洞面積比決定連梁剛度。由于整體小開口墻的開洞面積比在0.15～0.30之間，并且整體系數(shù)小等于10，因此整體小口墻的連梁剛度大于墻肢剛度。也就是整體小口墻的連梁對墻肢的約束程度較大。根據(jù)剪力墻截面正應(yīng)力分布情況，可以相對準(zhǔn)確的計算出剪力墻中的連梁剛度。

結(jié)束語

綜合以上對剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度控制的分析，可以確定在剪力墻洞口位置不變的情況下，洞口越大，整體系數(shù)越小，連梁對墻肢的約束力越小。但當(dāng)洞口達(dá)到一定程度時，剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁對墻肢的約束就會減少。而在剪力墻洞口位置、大小均不變的情況下，墻肢自身剛度會發(fā)生變化，而墻肢剛度的變化會影響連梁對墻肢的約束程度。這就要求在對剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度控制中注意加強(qiáng)墻肢剛度的控制。所以說，影響剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁剛度的因素有多種，在對連梁剛度予以控制的過程中注意加強(qiáng)各個方面因素的分析，科學(xué)、合理的控制。

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