連梁在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點探析

郭斌

[摘要]隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的高層建筑越來越多，剪力墻結(jié)構(gòu)以及框架一剪力墻結(jié)構(gòu)被應(yīng)用的越來越廣泛，而連梁是在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中連接墻肢及墻肢、墻肢和框架柱的梁。連梁對整個剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性具有很強的作用，它最大的特點是跨度小、截面大，與它相連的墻體的剛度很大。連梁在風(fēng)載荷以及地震載荷的作用下會呈現(xiàn)很強的內(nèi)力。在高層建筑中，墻肢因為不均勻的壓縮連梁兩端而造成位移情況，從而增加內(nèi)力。設(shè)計連梁的過程中，即便用了各種降低連梁內(nèi)力的方法還是很難達到相應(yīng)的標準。本文主要針對高層建筑中連梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了探討，對如何提高連梁的設(shè)計水平，提出了幾點建議供大家參考。

[關(guān)鍵詞]連梁設(shè)計；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計

文章編號：2095 - 4085（2018） 08 - 0059 - 02

剪力墻結(jié)構(gòu)具有很多的優(yōu)勢，比如其抗側(cè)剛度大、側(cè)移小，具有良好的抗震性，其建造高度較高、房間內(nèi)不會出現(xiàn)露梁、露柱的現(xiàn)象，經(jīng)濟性能較好。剪力墻結(jié)構(gòu)是目前住宅建筑，尤其是高層住宅中廣泛使用的一種的結(jié)構(gòu)形式。具有良好的強度、剛度以及變形性能的連梁剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠在地震過程中，連梁在墻肢屈服之前先屈服從而消在此處鍵入公式。耗地震帶來的能量，其有效的變形能力能夠降低主體結(jié)構(gòu)的損壞。在實際工程的設(shè)計中，尤其是高烈度地震區(qū)的高層剪力墻結(jié)構(gòu)，其連梁的跨度較小，連梁兩端的墻肢剛度較大，所以在整個結(jié)構(gòu)當(dāng)中，沿結(jié)構(gòu)高度中間部位1/3處的范圍，其連梁的內(nèi)力與配筋是很大的，但是從經(jīng)濟性上考慮墻肢的厚度不應(yīng)過厚，所以在計算、配筋上的困難就比較大，所以連梁設(shè)計對剪力墻來說十分重要。

1 設(shè)計連梁的意義

（1）剪力墻洞口處的連梁承擔(dān)著整個上部的載荷，所以在設(shè)計時應(yīng)保證豎向載荷承載力符合正常使用時的極限狀態(tài)的要求。（2）連梁具有較強的延展性，在地震作用下會出現(xiàn)交叉裂縫的狀況，從而形成塑性鉸，進而剛度降低，增大變形，大量的地震能量可以被吸收，同時塑性鉸可以繼續(xù)傳遞的彎矩和剪力，從而對剪力墻起到一定的約束作用，這樣就可以使剪力墻保持一定的剛度與強度。與此同時，連梁對能量的消耗作用可以降低墻體的內(nèi)力與延緩墻體的屈服具有良好的效果。（3）連梁的設(shè)計不應(yīng)過強，適當(dāng)?shù)慕档推鋭偠瓤梢栽诘卣饡r起到保護剪力墻的作用，適當(dāng)?shù)脑试S地震過程連梁出現(xiàn)裂縫、損傷，使其發(fā)揮出更好的效果，這樣才能提高抗震設(shè)防目標和整體結(jié)構(gòu)的延性。

2 連梁在高層建筑結(jié)構(gòu)中的設(shè)計要點

2.1連梁剛度設(shè)計

高層建筑工程需要具有良好的抗風(fēng)性能，所以在設(shè)計連梁時應(yīng)盡最大能力增加結(jié)構(gòu)的剛性以及承載性。增強工程結(jié)構(gòu)的剛度，可以減少鋼筋材料的使用，從而降低工程成本。高層建筑受地震影響非常大，尤其是對連梁的破壞力非常嚴重，因此，在設(shè)計連梁結(jié)構(gòu)時，應(yīng)最大限度的提高其抗震性能，控制好結(jié)構(gòu)的尺寸，避免因結(jié)構(gòu)過大而使其承受更多的剪力，可以通過調(diào)整截面厚度來提升連梁的結(jié)構(gòu)承載力。

2.2進行合理的設(shè)計

對連梁的功能造成主要影響的因素是連梁的高度以及其跨度，一般的，會通過降低連梁的高度，增加連梁的跨度來提升其效果。實際工作過程中應(yīng)根據(jù)每項環(huán)節(jié)的不同重點進行關(guān)注。利用這樣的方式來發(fā)揮出連梁在高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)中的作用；值得注意的是，一定要控制好連梁高度以及跨度的范圍，這樣才能避免對剪力墻造成破壞，另外，還要注意在整體的設(shè)計當(dāng)中體現(xiàn)“強剪弱彎”的原則。

2.3采用雙連梁

雙連梁就是在連梁中部用水平縫將其分為上下兩根連梁，運用雙連梁的主要目的就是降低連梁的剛度。在實際的結(jié)構(gòu)分析中，應(yīng)應(yīng)合理的計算出連梁的截面，以保證等效后的抗彎剛度與抗剪剛度符合連梁的實際情況，然后再將連梁的配筋值與連梁的根數(shù)平均分配到各個連梁完成配筋工作。因為最上面的一根連梁一般都與樓板相連接，所以其實際所承擔(dān)的重量要稍微大一些，其中還包含了樓板帶來的豎向載荷，因此在實際配筋過程中應(yīng)將配筋值適當(dāng)?shù)姆糯?。為了避免雙連梁之間的傳力影響，從而使連梁的實際受力方式與計算模型不相一致，所以連梁間的縫隙會采用柔性的材料來補充。若運用填充墻來補充，則應(yīng)采用立磚斜砌的方式進行填充，即便連梁與填充墻相連接，也應(yīng)保持其具有一定的變形協(xié)調(diào)性能。

2.4連梁延性設(shè)計

提升連梁結(jié)構(gòu)的延性可以有效的提升其結(jié)構(gòu)的抗震能力，避免受地震作用而使其遭受大面積的的損壞。所以在設(shè)計連梁結(jié)構(gòu)時，要合理的計算結(jié)構(gòu)所受的內(nèi)力，根據(jù)情況提升結(jié)構(gòu)的合理性。也可以利用交叉斜筋的方式進行處理，從而提升連梁的延性；混凝土的材料也要慎重選擇，使連梁所受到的剪切力在允許的范圍之內(nèi)，且不能隨意增加混凝土的等級。

2.5控制風(fēng)荷載

以高層建筑的角度來看，控制風(fēng)載荷可以增加剪力墻的數(shù)量，通過增減剪力墻的數(shù)量可以使每面墻的受力相對減少，出現(xiàn)這樣狀況的原因是因為連梁正截面的剛度降低造成的梁斜面抗剪承載力下降。另外，提高剪力墻的厚度可以增加剪力墻的承載力，通過調(diào)整界面的高度也可以相應(yīng)的減小剛度。

3 結(jié)語

綜上所述，在實際的設(shè)計過程中，連梁的設(shè)計應(yīng)充分考慮各方面的因素，通過分析不同部位、不同類型的連梁形式可以有效提升剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，隨著各個領(lǐng)域的科技不斷進步發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該充分利用這些科學(xué)技術(shù)手段，不斷創(chuàng)新研究，從經(jīng)濟性以及抗震性角度出發(fā)，把連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的更加科學(xué)合理。

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