梁瑩

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1 剪力墻結(jié)構(gòu)連梁的破壞機(jī)理分析

（1）脆性破壞。出現(xiàn)脆性破壞時，連梁會失去原有承載力，導(dǎo)致連梁出現(xiàn)剪切破壞，并失去對墻肢的約束而成為獨立梁。如此便會降低建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，增加其變形的發(fā)生，加大墻肢彎矩，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)倒塌。

（2）延性破壞。出現(xiàn)延性破壞時，連梁兩端出現(xiàn)垂直開裂，微裂縫逐步延伸至受拉區(qū)，此時在地震荷載的作用下變成交叉裂縫，形成塑性鉸，使結(jié)構(gòu)剛度變小，形變概率增加，大量地震能量被吸收。借助塑性鉸能夠使彎矩與剪力繼續(xù)傳遞，對墻肢進(jìn)行約束，使剪力墻結(jié)構(gòu)能夠保持一定的剛度與強(qiáng)度。在這個過程中，連梁會使墻肢的內(nèi)力減小，避免了墻肢的屈服，并充分發(fā)揮連梁耗能的作用，但如若地震荷載反復(fù)作用，就會加劇連梁裂縫直至混凝土受壓出現(xiàn)破壞。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)連梁設(shè)計的細(xì)節(jié)處理

（1）洞口布設(shè)。常見問題：因建筑平面標(biāo)準(zhǔn)層布置形式的變化，在相同平面內(nèi)的門窗洞口處，上下層布置不連續(xù)或者有不對齊，電算往往會導(dǎo)致計算出的內(nèi)力結(jié)果存在差異，從而影響程序?qū)Y(jié)構(gòu)整體分析的精確度。

處理方式：在進(jìn)行建筑建模時，對各層門口洞口進(jìn)行合并，使豎直方向的各層洞口布置呈連續(xù)并上下對齊，以確保連梁保持跨度以致、截面大小相當(dāng)，最大限度規(guī)避底層洞口不規(guī)則布置或出現(xiàn)錯洞墻。對于無法規(guī)避的錯洞墻，則需要將縱向鋼筋錨入暗柱，并增加暗柱的配筋，形成暗框架；對于抗震等級要求較高的，則可于底層洞口的錯開位置處按要求布設(shè)一定的通長暗梁，并加強(qiáng)配筋率，連梁的鋼筋配置按4～5倍墻體的垂直作用力進(jìn)行計算。另外，對于長度較大的剪力墻可均分為若干墻段后開設(shè)洞口，洞口位置處的連梁跨高比＞6，各均分的墻段高寬比≥2，墻肢截面高≤8m，以此可以顯著增強(qiáng)剪力墻巖性，避免墻肢因彎剪作用而出現(xiàn)開裂。此外，為滿足結(jié)構(gòu)的需要，對洞口及其擴(kuò)大部分的填充應(yīng)采用非承重砌塊，填充墻，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時對填充墻自重進(jìn)行換算后布置于對應(yīng)位置的連梁上。由于填充墻與剪力墻的變形模量存在一定的差異，易于墻體連接位置出現(xiàn)開裂，因此，可于開設(shè)洞口的兩側(cè)結(jié)構(gòu)件內(nèi)預(yù)留拉結(jié)筋，部分開口較大的洞口處用鋼筋網(wǎng)片連接。

（2）計算模型。常見問題：開洞剪力墻的連梁或框剪結(jié)構(gòu)中連接柱與墻的連梁，計算模型類型和受壓區(qū)高度需要做類比設(shè)計或調(diào)整，并根據(jù)防烈度折減剛度。

處理方式：當(dāng)剪力墻跨高比≥5m時，按框架梁設(shè)計；當(dāng)跨高比＜5m但連梁兩端支撐于短肢剪力墻時，連梁受力類似于普通框架梁，可依照框架梁方式予以計算，不折減連梁剛度；計算時應(yīng)對受壓區(qū)截面高度予以把控，對梁端負(fù)彎矩按照70%～80%幅度進(jìn)行調(diào)整，并相應(yīng)增加跨中彎矩，且適當(dāng)增加配筋率以提升梁端短肢墻抗剪強(qiáng)度；對于梁端鋼筋應(yīng)做好在墻內(nèi)的錨固，對于無法滿足要求時可按照鉸接或半剛接進(jìn)行連梁計算。此外，對開有洞口剪力墻連梁跨高比＜5時，能夠與兩端墻體進(jìn)行可靠連接時可按照剛接進(jìn)行計算，受水平荷載影響連梁易受剪力以及彎矩的作用而出現(xiàn)剪切開裂，因此，可在不影響連梁豎向承荷的情況下，可以適當(dāng)折減連梁剛度，一般在設(shè)防烈度6～7度時可折減0.7、設(shè)防烈度較高在8～9度時可取0.5，通常不宜＜0.5。

（3）截面高度。常見問題：連梁高度超出40㎝的框剪結(jié)構(gòu)，因樓板標(biāo)高不同，往往需要結(jié)合實際情況對開洞高度予以調(diào)整。

處理方式：①地下室建筑的專業(yè)洞口預(yù)留高度可將回填覆土頂面高程作為參照，從結(jié)構(gòu)面開始計算并將覆土和建筑層厚度一并計入，洞頂標(biāo)高同建筑或者設(shè)備。②廚房、衛(wèi)生間和樓梯間入口有樓板標(biāo)高要求時，設(shè)置的洞口要從低標(biāo)高結(jié)構(gòu)樓面開始計算，洞口兩邊結(jié)構(gòu)樓板高差一并計入，洞頂標(biāo)高同建筑或者設(shè)備。③建筑墻體內(nèi)外地面存在高差時，如居室內(nèi)裝修不同，結(jié)構(gòu)門洞開設(shè)應(yīng)從低處的地面開始計算，將地面高差一并計入；窗洞高度從高處地面開始計算，洞口底及頂?shù)臉?biāo)高同建筑。④樓梯間窗洞連梁的截面積按實際跨層洞口計算，要檢校連梁內(nèi)力并按計算配筋。計算連梁內(nèi)力時，可將等跨、等厚度墻連梁歸并形成同截面連梁計算。

（4）截面抗剪。常見問題：連梁受水平荷載的作用承受較大剪應(yīng)力，致使計算配筋超筋，特別是在轉(zhuǎn)換梁或托墻梁上層墻體的洞口位置、所開設(shè)洞口上下不對齊、跨高比較小的連梁超筋比例大且抗剪強(qiáng)度多無法滿足要求。

處理方式：①在滿足連梁抗彎、抗裂和撓度前提下，減小連梁截面的高寬比，降低相對剛度、降低承受的水平力。②內(nèi)力計算時考慮剛度折減系數(shù)，但計算數(shù)值不得小于使用狀況下的彎矩、剪力值，特別是在抗震計算中不應(yīng)考慮折減系數(shù)。③提高混凝土強(qiáng)度以提升墻肢剛度以承擔(dān)剪力與彎矩。④若相鄰連梁超筋可對相鄰連梁截面的跨度和高度予以調(diào)整，轉(zhuǎn)移連梁墻體間內(nèi)力以滿足抗剪要求。⑤抗震剪力墻連梁設(shè)置交叉筋，提高連梁延性，減少非彈性變形的剛度退化；較高的連梁在中間可設(shè)水平縫以降低剪應(yīng)力，或做加腋連梁以提升抗剪承載力。

（5）轉(zhuǎn)角抗裂。常見問題：設(shè)轉(zhuǎn)角窗的剪力墻以墻角為中心形成發(fā)散裂縫，不利于建筑結(jié)構(gòu)的抗震。

處理方式：建筑外墻轉(zhuǎn)角處抗震性差，對于抗震等級要求高及較復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu)開洞時應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)型約束邊緣構(gòu)件。并增加約束邊緣結(jié)構(gòu)件的截面大小，以增加混凝土強(qiáng)度、提高配筋率，增強(qiáng)抵抗水平地震的剪扭作用力，以控制轉(zhuǎn)角位移。

3 結(jié)束語

作為高層建筑鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要部分，連梁的細(xì)節(jié)處理極為關(guān)鍵，須給予著重關(guān)注。相應(yīng)設(shè)計人員需切實提升自身職業(yè)素養(yǎng)，結(jié)合以往建筑設(shè)計實踐經(jīng)驗，綜合考慮結(jié)構(gòu)剛度、抗震等級、抗裂性能等諸多方面，對剪力墻結(jié)構(gòu)及其連梁細(xì)節(jié)予以妥當(dāng)設(shè)計，確保設(shè)計合理、無重大錯誤，進(jìn)而為高層建筑的建設(shè)質(zhì)量奠定根基。