浅谈高层建筑剪力墙结构连梁设计

骆钦杰

浙江中成建工集团有限公司

浅谈高层建筑剪力墙结构连梁设计

骆钦杰

浙江中成建工集团有限公司

随着我国生产水平的不断提升，建筑量与体积也在不断的上升，作为城市的主要建筑形式，高层建设的稳固性与耐久度被人们逐渐的重视起来。而在高层建筑当中，剪力墙结构的连梁设计是十分重要的一个方面。本文对于高层建筑剪力墙结构的连梁设计进行简单的分析研究。

高层建筑；剪力墙；连梁

1 前言

为了保证高层建筑的质量合格，设计师们都会在其内部设计剪力墙结构，其中连梁的设计满足了高层建筑的抗震性以及经济性，可谓意义重大。

2 连梁在剪力墙中的作用以及在地震下的破坏形式

2.1 连梁在剪力墙中的作用

合格的建筑设计师在进行高层建筑剪力墙结构连梁设计时，保证连梁连接的两侧墙体存在塑性胶体，利用其塑性缓解部分内力。并且，理想状态的连接梁应当有一定的延展性，以满足建筑自身结构的需求。对于剪切墙，于墙底部进行合理设计承担部分建筑荷载也是保证高层建筑稳定性的有效手段之一，这是连梁在剪力墙当中的作用，其能够对混凝土的截面产生有效的约束力，帮助提升剪力墙的作用。

2.2 墙体的剪切破坏

所谓剪力墙的剪切破坏，首先是由于剪力墙结构中的连梁部分受力，然后连梁与墙体之间出现剪切力的传递，平时状况下如果不出现意外状况，这种力的相互作用能够维持在一个相对稳定的范围内，一旦出现地震等状况，会使得建筑内部的力出现急剧快速的传递，连梁受力反向与受力力度都会发生变化，本来维持稳定的状态被破坏，墙体所受的剪切力加大，使得剪力墙的承载能力下降，其可能会出现裂痕，受力严重时裂痕扩大导致剪力墙崩塌。国家针对这种现象做出相应的规定，限制了剪力墙的截面剪压比，设计师在进行剪力墙的设计时要严格按照国家规定进行设计，在最大程度上降低外力干扰导致的剪力墙塌陷。这种破坏是在连梁受损前发生的，因此叫做墙体的剪切破坏。

2.3 连梁的剪切破坏与弯曲破坏

一旦剪力墙中的连梁遭到破坏，就会使得剪力墙的承重能力下降。因此，若想要保证剪力墙的稳定，首先要保证连梁不受破坏。在高层建筑当中，连梁所受到的破坏有两种形式，一是剪切破坏，二是弯曲破坏。连梁的剪切破坏对于剪力墙的影响是最为严重的，这种破坏会使得剪力墙失去其自身的承重功能，无法进行有效的重力承载作用。连梁出现弯曲破坏的现象时，墙体出现裂隙的几率便会增加，地震造成的建筑晃动使得裂隙进一步加大，导致剪力墙对建筑的承载力与约束力逐渐丧失。这种影响对于建筑来说是一种延时性的破坏，也许一次的破坏会导致出现裂痕，墙体变弯，随着时间的推移，这种损害逐渐加大，直至连梁与剪力墙的完全破坏。连梁的破坏在剪切墙破坏之后发生，其剪切与弯曲受损都会促使剪切墙出现损坏，进而导致建筑整体的安全性与稳定性。

3 连梁抗震设计中存在的问题

3.1 跨高比的控制与内部钢筋的作用形式

所谓的跨高比，即连梁的跨度与其高度的比值，这种比值的大小决定着连梁的变形能力。如果连梁的变形能力较好，在发生地震时，力的作用就难以导致连梁出现裂痕。一旦连梁的变形能力较差，再出现受力情况变化的时候，就会导致连梁的破坏，使得剪力墙失去其自身的作用。这个比值有一定的规定，一般情况下，跨高比的数值大于2的时候，该连梁的抗形变能力较好。且可以在连梁上添加水平缝，帮助提升其形变能力。内部钢筋由于自身的材料特性具有较好的变形性能，能够有效的增加连梁的变形程度。但是，如果配置过多的钢筋，则会适得其反，导致连梁的弯曲性能下降。因此，在进行板内钢筋配置时，需要合理分布，充分运用传统的连梁侧面面积对称方法。可以说，解决跨高比问题与内部钢筋的配置问题是解决连梁抗震设计中存在的问题首要目标。

3.2 连梁配筋率以及刚度折减

连梁的配筋率与上述提及的翼缘板内设置钢筋有一定的联系。由于钢筋自身特性的影响，使得部分设计人员在进行剪力墙连梁配筋设计时，尽可能多的配置钢筋，然而这种钢筋配置使得剪力墙的形变能力下降，不利于抵抗外力的影响，而且在进行钢筋配置时，浪费了较多的人力以及财力。钢筋的配置率要依据墙体的横截面积来进行确定，按减压比确定的数量安装钢筋。由于墙体的刚度相比较于连梁还说相对较差，这种情况需要进行严格的计算才能在一定的程度上进行缓解，减缓水平作用力下的内力。在剪力墙的整体计算当中，要对其刚度进行科学的折减。经过准确计算后的设计可以使剪力墙与连梁的整体刚度有效的下降，保证建筑的稳固性与承力性。一般来说，在进行刚度折减计算时，其系数不可小于0.5，否则易出现裂痕以及其他的不良现象。连梁的配筋率问题与刚度折减问题的有效解决可以帮助提升剪力墙与连梁的稳固性，延长高层建筑的寿命与使用期限。只有连梁的弯曲性得到有效的提升，剪力墙的弯曲性才会有所提高。

3.3 其他问题与解决方式

对于剪力墙的其他调整，包括塑性调幅，增加剪力墙的厚度，个别连梁的多道设防以及构造措施。在塑性调幅中，对剪力墙的连梁进行剪力与弯度的塑性调幅，将其能够承载的剪力设计的比一般情况要更高，给连梁一定的缓冲空间，减少连梁的开裂情况，增加剪力墙的稳定性。增加剪力墙的厚度也能增加其承载能力，这并不是因为墙体的体积增大而导致的，所谓增加剪力墙厚度，便是增加了墙体的横截面积，有利于钢筋的配置。个别连梁的多道设防就是对剪力墙进行多种手段的防裂措施，防治其在地震中开裂，通常的防线设置依旧是配筋。构造措施中，主要是设计师设计建筑形式时，依据连梁的跨高比，墙体的横截面积进行合理的设计，使其对力度的承载能力加大。

4 结语

本文从高层建筑剪力墙结构连梁设计出发，首先在连梁在剪力墙中的作用以及在地震下的破坏形式展开分析，包括连梁在剪力墙中的作用，墙体的剪切破坏以及连梁的剪切破坏与弯曲破坏，之后对于连梁抗震设计中存在的问题进行讨论，涉及到跨高比的控制与内部钢筋的作用形式，连梁配筋率以及刚度折减与其他问题的一些问题，从而为我国的高层建筑当中的剪力墙的连梁设计提供相应的参考经验，促进我国建筑事业的发展。

[1]陈永生,高层剪力墙结构连梁的设计与分析[J].商品与质量，2013.

[2]罗素玲,高层剪力墙结构连梁的设计与分析[J].新材料新装饰,2014.