高層建筑剪力墻連梁設(shè)計(jì)的探討

　　一.聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞機(jī)制

　　??高層建筑聯(lián)肢墻在水平力作用下的破壞分為脆性破壞(即剪切破壞)和延性破壞(即彎曲破壞)兩種。聯(lián)肢墻的脆性破壞又可分為兩種情況。一種是脆性破壞發(fā)生于墻肢。墻肢由于抗剪能力不夠而發(fā)生剪切破壞，會(huì)使剪力墻很快喪失承載能力。造成結(jié)構(gòu)的突然倒塌。這是設(shè)計(jì)所應(yīng)該絕對(duì)避免的?？拐鹨?guī)范里規(guī)定了抗震墻截面的剪壓比限值和抗震等級(jí)為一、二級(jí)時(shí)抗震墻底部加強(qiáng)部位剪力設(shè)計(jì)值的放大系數(shù)，就是為了防止剪力墻早于彎曲破壞而發(fā)生剪切破壞。脆性破壞的第二種情況是連梁發(fā)生剪切破壞。連梁發(fā)生剪切破壞會(huì)使聯(lián)肢墻各墻肢喪失連梁對(duì)墻肢的約束作用。在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時(shí)，聯(lián)肢墻的各墻肢將成為單片的獨(dú)立墻，這會(huì)使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低，墻肢彎矩j加大?？拐鹨?guī)范里規(guī)定了連梁截面的剪壓比限值和抗震等級(jí)為一、二級(jí)時(shí)連梁端部剪力設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù)，也是為了防止連梁早于彎曲破壞發(fā)生剪切破壞。但是，和第一種墻肢發(fā)生剪切破壞相比，連梁發(fā)生剪切破壞時(shí)結(jié)構(gòu)尚未喪失承載能力，在墻肢破壞前，只要所考慮的連梁不承擔(dān)較大的豎向荷載，還不會(huì)造成結(jié)構(gòu)的倒塌。

　　??剪力墻的延性破壞也可分為兩種情況。一種是連梁不屈服，墻肢首先發(fā)生彎曲破壞，這種墻在破壞時(shí)的極限變形較小。因此，對(duì)有抗震設(shè)防要求的建筑來(lái)說(shuō)，它雖然是一種延性破壞，但吸收地震能量的能力是較低的。設(shè)計(jì)中應(yīng)避免這種情況的發(fā)生。延性破壞的第二種是連梁先屈服，最后是墻肢的屈服。當(dāng)連梁有足夠的延性時(shí)，它能通過塑性鉸的變形吸收大量的地震能量。同時(shí)，通過塑性鉸仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對(duì)墻肢起到一定的約束作用，使聯(lián)肢墻保持足夠的剛度和強(qiáng)度。這是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮做到的。為了保證聯(lián)肢墻的延性要求，對(duì)連梁的延性要求是非常高的。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑剪力墻時(shí)，必須十分注意保證連梁的延性要求。

　　??以上主要從抗震的角度分析了聯(lián)肢墻的破壞機(jī)制。對(duì)于非抗震的情況，水平作用力主要是風(fēng)荷載。風(fēng)荷載是一種實(shí)實(shí)在在的荷載，不能通過結(jié)構(gòu)的塑性變形來(lái)減少風(fēng)荷載。但可以通過結(jié)構(gòu)的塑性變形將荷載分布到其他尚未屈服的構(gòu)件。通過內(nèi)力重分布提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力，避免由于個(gè)別構(gòu)件的破壞造成整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承載能力。因此，以上關(guān)于聯(lián)肢墻破壞機(jī)制的討論在非抗震設(shè)計(jì)中是同樣有意義的。

　　二.連梁設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題

　　??1.關(guān)于連梁剛度的折減

　　??應(yīng)該認(rèn)為，之所以考慮對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減，是由于在側(cè)向荷載作用下，混凝土的開裂引起了剛度降低。在地震作用下，連梁的裂縫開展和塑性變形比在風(fēng)荷載作用下的更大，因此，剛度降低的更多。但是，剛度折減得越多，即折減系數(shù)越小，意味著設(shè)計(jì)荷載作用下裂縫開展得越大。在超載時(shí)，如發(fā)生強(qiáng)大的陣風(fēng)或地震烈度超過多遇地震烈度時(shí)，塑性鉸也會(huì)出現(xiàn)得更早，這就要求更加注意加強(qiáng)連梁的延性和使連梁符合“強(qiáng)剪弱彎”的要求。

　　??對(duì)于以風(fēng)荷載為控制因素的建筑中，為了避免連梁在使用荷載作用下裂縫開展過大，剛度折減系數(shù)應(yīng)取較大值。

　　??此外，按照高規(guī)的的規(guī)定，在計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，對(duì)已經(jīng)考慮了調(diào)幅的連梁，不應(yīng)再考慮剛度折減。

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