趙鑫 張亮

摘要：通過對計算理論和不同跨高比連梁結構模型的受力分析，找出更合理結構形式，以更準確的得出配筋結果。

關鍵詞：剪力墻；連梁；抗震

1.引言

現代的結構受力體系中，剪力墻結構是抵抗地震作用、風荷載等水平荷載最有效的一種結構形式。其抗側剛度大、抗震性能好、裝修時不漏殼、尤其在汶川地震中的沒有倒塌的記錄，廣泛被應用于各種高低層住宅類建筑中。在早期剪力墻設計中，其考慮的重點怎么提高混凝土墻身材料強度及整體的抗側剛度，這直接導致其結構的混凝土用量增多，結構自重大。根據牛頓第二定律：

F=ma

地震來的時候，地震加速度a的一定的，質量m越大，地震力F也就越大。因此在對剪力墻結構設計的不斷的探索過程中，研究的重點變成如何提高剪力墻的延性和耗能上來，使剪力墻結構在大震來臨的時候，讓耗能構件能夠吸收更多的能量，使其局部破壞，消耗地震能量，而保證整體結構不被破壞。連梁就是一個很好的耗能構件。

2.連梁耗能工作原理及受力特點

剪力墻在地震力和風荷載等水平荷載作用時，混凝土墻除受豎向荷載外，還會受附加的彎矩、剪力和軸力，從而使墻體出現彎曲變形。由于建筑功能開窗、開門等的需要，剪力墻不可能是完整連續(xù)的，2片剪力墻之間需要用連梁或者框架梁來連接。由于連梁跨高比較小，對2片剪力墻有很大的約束作用，但在不同位置的剪力墻受到的地震力大小、變形是不一樣，就會使連梁產生比較大的變形。而剪力墻的剛度又遠遠大于連梁的剛度，那么使之相連的連梁就會受到因剪力墻變形而帶來的轉動，兩端會產生較大的轉角，此時在連梁兩端位置就產生了塑性鉸。塑性鉸的產生標志著連梁進入彈塑性受力階段，隨著水平力的不斷增加，塑性鉸隨之擴展，直至破壞為止。

在墻肢與連梁的相互作用下，連梁會產生較大的約束彎矩與剪力，約束彎矩與剪力在梁端方向相反。框架梁由于跨高比較大，即對2片墻的約束有限，通過構造措施就可抵抗產生的附加彎矩、剪力和軸力。在剪力墻結構的受力模型中，根據剛度分配原則，連梁所受豎向荷載很少，主要是以水平力為主，這也是為什么要求連梁上下皮鋼筋都通長的原因。

3.實例

取大連普蘭店某剪力墻結構民用住宅，地下1層，地上13層，層高為3.000m，建筑總高度40.90m。剪力墻墻厚200mm。抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度為0.20g，設計地震分組為第一組，抗震等級為二級。對跨高比分別為2.75，2.5和2.25的連梁進行計算，采用計算軟件為PKPM。標準層結構平面布置圖如圖一。

不同的跨高比連梁經過計算后，得出的總信息如下

（1）周期比

由上表可以看出，不同跨高比的計算模型在周期上基本基本相同，隨著跨高比的減小，周期減小，說明其剛度有所增加。相同振型下的扭轉系數基本相同。

（2）剛重比

由上表可以看出，當連梁跨高比減小時，結構的整體穩(wěn)定性增強。

（3）層間最大位移

由上表可以看出，當連梁跨高比減小時，結構的層間最大位移減小，說明結構的整體剛度增加。

（4）間位移角比

由上表可以看出，當連梁跨高比減小時，層間位移角減小。

（4）結構最大剪力比

由上表可以看出，當連梁跨高比減小時，結構的底部剪力最大，說明他吸收的地震力大。

4.結論

通過對不同跨高比的連梁計算后的結果對比分析得出：

（1）連梁的高跨比對結構整體周期的影響不大。

（2）連梁的跨高減小時，結構的整體穩(wěn)定性增強，減小剪力墻連梁的跨高比，可以提高結構整體穩(wěn)定性。

（3）連梁的跨高減小時，增加了結構的整體剛度，減小結構的最大位移。

（4）連梁的跨高減小時，結構的最大層間位移角也會隨之減小。

因此在相同條件下，小跨高比連梁的結構在抵抗地震荷載時表現更好。