剪力墙连梁抗剪截面超限的配筋设计探讨

张力文　肖瑶

【摘要】以新版结构设计规范为标准，通过新版結构设计软件，结合实际经验，提出了几种解决剪力墙连梁抗剪截面超限的配筋设计方法。

【关键词】剪力墙连梁；剪压比超限；配筋设计

随着建筑业的发展，高层建筑出现的越来越多。同时在高层建筑应用中占很大部分的剪力墙结构也变得越来越重要，对设计人员来说剪力墙设计已经成为每个人经常使用并且必须学会的内容。但是在剪力墙结构计算中，即使按照相关规范，对剪力墙中的连梁取用最小刚度折减系数，也或多或少会出现剪压比超限的情况。在这种情况下，结合实际经验，以设计规范为基础，了解及掌握几种处理连梁抗剪截面超限的方法至关重要。

一、处理剪力墙连梁超限的几种方法

新版设计规范在2010年之后更新。新版设计规范对剪力墙概念和计算提出了更具体的要求，设计人员因此对剪力墙结构设计可以更清晰、更具体地应用。

（一）减小连梁的截面

减小连梁的截面面积，其实就是把连梁的刚度降低，这样在力作用时，连梁的荷载的吸收就会变小，就容易达到要求。

（二）扩大洞口的宽度

扩大洞口宽度其实就是把剪力墙和连梁之间的跨高比增大。当跨高比不大于2.5的时候和跨高比大于2.5的时候剪力墙连梁的调整系数并不是相同的，更为严格的是不大于2.5的时候。所以，我们在结构设计时，如果没有别的因素限制，就可以尽量把跨高比调大，在这个基础上完成结构设计。不过需要结合现实情况，在计算多次之后，找到最合适的点。

（三）设置斜向的交叉钢筋

根据新版规范，《混凝土结构设计规范》中的条例，我们得知，如果设置斜向的交叉钢筋，交叉钢筋的方向和主筋的方向是一样的，这样可以抵抗因为弯剪的作用带来的主拉应力，能防止开裂，还能提供水平和竖直两个方向上的剪力。这样会比连梁要求跨高比大于2.5更容易满足。不过在使用这种方法的同时，要注意跨高比要不小于2.5而且连梁的截面的宽度要大于等于二百五十毫米。

（四）在结构计算的时候处理下连梁的刚度折减的系数和连梁的调幅

我们知道在《高层建筑混凝土结构技术规程》中要求，刚度最好大于0.5，而且有明确规定，在特殊情况下要折减得比平常更多。且按照我们设计习惯或者整体中的计算需要，我们都会对刚度系数的折减留下一点余地。在计算差不多确定了的情况下，常会出现连梁恰好在截面抗剪的超限的界限处的现象，那么这时就可以减低刚度折减的系数，使其他部位分配作用力，满足要求。

二、配筋设计

据《钢筋混凝土高层建筑结构设计和施工规程》所知，如果对于连梁非抗震设计和抗震设计中跨高比大于和小于2.5这两种情况时，对截面受剪承载力及配筋方面都有不一样的要求。在进行结构计算时，这种连梁经常会有受剪承载力超限的情况出现，这时我们可以均匀地布置受力筋，与此同时，我们还要考虑到连梁主要在于承载的是水平荷载，水平荷载是引起支座弯矩的主要因素，在水平荷载的重复作用下，支座的截面上方、下方的受拉筋的面积大约相同，这种情况下，我们可以采用截面对称的配筋的设计方法。在连梁配筋中，如果我们配置的是平行筋，经常会产生斜向的受拉破坏的后果，或者是因为箍筋过量的原因而产生剪切滑移的破坏的后果，这些破坏最终会使连梁的滞回曲线遭到破坏，降低连梁的耗能能力。为了解决这些存在缺陷的地方，可以选择菱形的配筋方式。

（一）箍筋计算

①抗震且跨高比比2.5大时，使混凝土的高规式的（7.2.23-2）右边式子等于式子（7.2.24-2）的右边式子：

0.20fcBch0b=0.42bfth0+h0Af/s

②跨高比没有比2.5大时，使混凝土的高规式的（7.2.23-3）右边式子等于式子（7.2.24-3）的右边式子：

0.15BcbhOfc=0.9AfhO/s+0.38bfthO

根据这两个式子可以算出抗震时超限连梁最大的箍筋的面积。

（二）纵筋设计

按照现实中的连梁和计算的连梁的有效高度两者之间的比值，把计算得出的连梁纵向的钢筋面积进行调整，得出现实中连梁纵向的钢筋面积的近似值。纵向钢筋还应该做到对最大和最小配筋率的同时满足的要求。

①配筋率最大时

连梁的剪力Vb=Vgb+（Mbr+Mbl）gvb/ln

如果连梁的跨度Ln比较小的时候可以进行假设：Vgb=0；Mbl=Mb=Mbr

那么可以得出：Vb=gvb*2Mb/ln

gvb（取值根据抗震等级的变化而变化）

这个式子也可以近似地看成Mb=0.9h0/rre*Asfy，Vb用混凝土的（7.2.23-2、3）高规式进行代入就可以得出超限连梁时的最大的纵筋面积。

②配筋率最小时

最小的配筋率要格外注意，因为，连梁对变形剪切的情况敏感，而且剪压比限制得严格，按照我国相关的规定中对最小的配筋率的要求，如果在跨高比比较小的情况下且抗震等级要求比较高的时候，就有可能不能满足对剪压比的要求。据此，当连梁跨高比比1.5大时受弯的最小配筋率可以按照一般的框架梁的规范来选用，跨高比比1.5小的时候，受弯的最小配筋率可以按照以下表格来选用。

跨高比1.5小的纵筋的最小配筋率

三、结语

剪力墙是工程设计中出现得越来越多的结构设计，而剪力墙连梁抗剪截面超限的问题又是在剪力墙结构设计中经常会出现的问题。在2010年之后新的设计结构规范慢慢更新，才有了比较好的对剪力墙连梁抗剪截面超限的问题的解决办法，让设计人员在设计中有了理论依据。本文对几种简单的设计方法进行了简单的陈述，但是解决剪力墙连梁抗剪截面超限的问题的办法还需要我们不断地探讨和完善，使现实中的结构设计能更安全、更有效地应用，为更好地建设社会出一份力。