趙健

摘要：本文介紹了連梁（兩端與剪力墻在平面內(nèi)相連的梁）的定義、受力機理，給出了連梁的設(shè)計建議，及連梁抗剪、配筋等超限的解決措施，供設(shè)計人員參考。

關(guān)鍵詞：連梁;剪力墻結(jié)構(gòu);延性

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，連接墻肢與墻肢，在墻肢平面內(nèi)相連的梁稱之為連梁。連梁一般具有如下特點：跨度短、截面高，而與連梁相連的剪力墻剛度又很大等。一般在風荷載和地震水平力作用下，連梁的內(nèi)力常常很大。在進行位移計算時，連梁剛度一般不折減，但在內(nèi)力計算，如配筋計算中，一般對連梁進行剛度折減。連梁是與剪力墻連為一體，使兩端剪力墻連為一體受力的構(gòu)件。

一般情況下，連梁可根據(jù)跨高比（ln/hb）分為深連梁（ln/hb≤1.5）、強連梁（1.5

一、連梁的受力機理

剪力墻連梁是主要的抗震耗能構(gòu)件。連梁與框架梁一樣，既承受由樓面?zhèn)鱽淼呢Q向荷載與風荷載或地震作用的水平荷載，但與框架梁不同的是，豎向荷載對連梁的破壞形態(tài)僅起次要作用，當剪力墻在風、地震等水平荷載作用下，墻肢產(chǎn)生側(cè)移、發(fā)生彎曲變形時，連梁由于受到兩端墻肢的約束而產(chǎn)生相應(yīng)的彎矩及剪力，反過來連梁對兩端的墻肢的約束作用減小了墻肢的內(nèi)力和變形。剪力墻彎曲變形越大，在連梁內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力就越大。在高層建筑中，一般中間樓層的層間位移角較大，這些樓層的連梁內(nèi)力一般比較大。而連梁的剛度越大，則受到的約束作用就越強，產(chǎn)生的約束彎矩及剪力也越大。在地震荷載反復(fù)作用下，連梁兩端會產(chǎn)生斜裂縫，產(chǎn)生塑性鉸，使結(jié)構(gòu)剛度減弱，變形增大，從而吸收大量的地震能量。連梁兩端的塑性鉸還會繼續(xù)傳遞彎矩和剪力，對墻肢還有一定的約束效果，使剪力墻能夠維持夠多的剛度和強度。在這個過程中，連梁起到了耗能效果，降低了墻肢的內(nèi)力，減慢了墻肢的屈服，使得結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。

二、連梁的設(shè)計建議

剪力墻與連梁共同受力，應(yīng)該具有足夠的剛度和強度。剪力墻墻肢和連梁的設(shè)計應(yīng)以強剪弱彎為原則，設(shè)計時同時按強墻肢弱連梁為原則，并要求墻肢和連梁具有良好的延性[3]，大部分或全部的連梁破壞應(yīng)優(yōu)先于墻肢，這就需要對連梁進行內(nèi)力調(diào)整，內(nèi)力調(diào)整一般包含兩個方向，一個是內(nèi)力調(diào)幅，直接降低連梁的內(nèi)力設(shè)計值，另一個是連梁剛度折減，從而減少連梁的內(nèi)力。

連梁做為剪力墻抗震中的第一道防線，地震時是允許破壞的，但是也需要能夠承受足夠的豎向荷載，即在正常使用荷載（包括在小震作用下），連梁都要處于彈性狀態(tài);但連梁也不能產(chǎn)生過大的剛度，若剛度太大，則地震力越大，不利于保證剪力墻的延性的，對整體結(jié)構(gòu)不利，應(yīng)使連梁在中震作用下會局部出現(xiàn)塑性鉸。

剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁應(yīng)采用合理的截面尺寸，具有恰當?shù)某休d力、剛度和延性，并具有較好的經(jīng)濟性，剪力墻的跨高比宜取2.5～5。連梁的抗震等級及混凝土強度等級同剪力墻。在計算模型中，剪力墻中連梁一般按開洞計算。

三、連梁超限的處理辦法

首先復(fù)核結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度及結(jié)構(gòu)布置是否合理。結(jié)構(gòu)整體應(yīng)具有足夠的剛度，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置宜均勻?qū)ΨQ，兩個正交方向的剛度宜接近;選用較高的混凝土強度等級，一般普通結(jié)構(gòu)可用到C60;加大連梁的跨高比，即降低連梁高度或加大連梁跨度，會明顯降低連梁及結(jié)構(gòu)的剛度，從而減小連梁受力，相應(yīng)增大剪力墻肢的受力。當連梁內(nèi)力的降低幅度大于連梁承載力的降低幅度時，使得連梁的截面剪壓比及斜截面抗剪承載力能夠滿足規(guī)范要求;增設(shè)剪力墻扶壁柱，是連梁寬度相應(yīng)增加，此時連梁受剪承載力加大，使連梁不超限[4];采用設(shè)縫雙連梁，將連梁在梁高方向分成跨高比較大的雙梁，從而降低了連梁的剛度，減小了連梁的彎矩和剪力，使連梁的延性增強，構(gòu)造上，水平縫處留模板或泡沫隔開上下梁即可，上下梁之間一般留20mm縫;對有地震作用效應(yīng)組合工況，均可考慮連梁剛度折減，由于連梁剛度本身就很大，“能者多勞”，連梁在地震時會吸引很多的能量，為了不讓其他構(gòu)件先于連梁破壞，就需要對連梁進行剛度折減，但折減系數(shù)不宜小于0.5，以保證連梁承受豎向荷載能力，對于重力荷載、風荷載作用計算應(yīng)不考慮連梁剛度折減[1];連梁中設(shè)置對角斜筋、交叉配筋或?qū)前祿?當豎向荷載對連梁不起控制作用時，可考慮該連梁在大震下破壞，對剪力墻按單獨墻肢進行第二次小震作用下的結(jié)構(gòu)計算分析[5]，單獨墻肢和其他連梁按照兩次計算的較大值進行包絡(luò)設(shè)計。實際工程設(shè)計時，可將連梁按兩端定義鉸接（應(yīng)注意強連梁的情況，實際鉸接難以采用）梁計算。

四、其它注意事項

一般情況下，連梁不應(yīng)作為樓面梁的支座。因為連梁做為第一道防線，地震作用的時候是允許破壞的，一旦連梁失效，搭在連梁上面的樓面梁及樓板就會相應(yīng)破壞。若有樓面梁搭在連梁上，導(dǎo)致其承受較大重力荷載，會產(chǎn)生以下的不利因素：一方面樓面梁端部達不到一定剛度要求，連梁無法全部抵抗平面外彎矩;另一方面因連梁本來剪切應(yīng)力就很大大，在增加樓面梁傳來的內(nèi)力會使連梁出現(xiàn)更大的剪切斜裂縫;而且連梁作為耗能構(gòu)件，在地震作用下會首先開裂甚至破壞，從而，樓面梁失去支撐作用而相應(yīng)破壞。因此在實際項目中應(yīng)避免連梁做為其他樓面梁的支座。

當確實無條件避免時，則必須要保證連梁能夠承受樓面梁帶來的不利作用，一般應(yīng)采取如下措施：考慮超限的連梁退出抗震（連梁兩端簡支）、剪力墻按獨立墻肢復(fù)核。連梁應(yīng)有足夠的抗剪、抗剪能力;連梁中應(yīng)設(shè)置鋼板或型鋼，確保滿足抗剪要求。

五、結(jié)語：

剪力墻連梁的設(shè)計經(jīng)常受到很多因素的影響。本文介紹了連梁的受力機理、設(shè)計建議、超限的處理辦法及其他的一些注意事項，因此，剪力墻連梁設(shè)計時，需要設(shè)計人員從理論到實際，不斷的分析、總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上才能做出合理的設(shè)計。

參考文獻：

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[3] 李奎明， 孫春毅， 李杰. 高性能混凝土雙連梁短肢剪力墻試驗研究[J]. 地震工程與工程振動， 2006， 26（3）：121-123.

[4]林雪. 高層建筑連梁設(shè)計探討[J]. 福建建筑，2015（9）：49-51.

[5]朱炳寅. 混凝土剪力墻連梁的設(shè)計計算及超筋處理[J].建筑結(jié)構(gòu).技術(shù)通訊，2007，1～2.