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【摘 要】剪力墙连梁在地震作用中起到一种耗能的作用，对减少墙肢的内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。连梁的破坏形态有两种：弯曲破坏和剪切破坏。设计中使连梁发生弯曲破坏即延性破坏，实现连梁强剪弱弯，以保证结构具有良好的延性，提高结构的抗震性能。
【关键词】连梁破坏；强剪弱弯；连梁超筋
前言
随着中国经济的快速发展，人们对住房的需求也越来越大，在土地资源有限的情况下，高层建筑中剪力墙和框架-剪力墙的运用也越来越普遍。剪力墙连梁在地震中起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要作用。连梁的剪切破坏会是结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的弯曲破坏先于剪切破坏。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，剪压比限制比较严，在很多情况下设计计算会出现连梁箍筋超筋的情况。因此在抗震设计中需考虑使连梁发生弯曲破坏，连梁的纵向受力钢筋屈服后形成塑性铰，表现出较好的延性。
连梁的破坏形态
剪力墙结构中的连梁受到弯矩、剪力和轴力的共同作用，在风荷载和地震力作用下，墙肢产生弯曲变形，使连梁两端的弯矩方向相反，从而使连梁产生内力；同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形，对墙肢起到了一定的约束作用。剪力墙连梁的破坏形态有两种：弯曲破坏和剪切破坏。发生弯曲破坏时，连梁的纵向受力钢筋屈服后形成塑性铰，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量；同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度。为了减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，规范对剪力墙连梁提出了梁端得斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力的要求。当发生剪切破坏时，连梁的破坏形态是脆性的或延性极小，连梁丧失了承载力，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，从而形成了单独的悬臂墙。这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，并最终可能导致结构的倒塌，这是结构设计时应避免发生。
连梁的作用与设计方法
剪力墙连梁在高层建筑中起到了很多关键的作用。连梁不仅在地震作用中起到耗能的作用，还对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度；连梁破坏时耗能对减少墙肢的内力、延缓墙肢屈服有着重要作用。
剪力墙墙肢的长度过长，结构整体计算中这类墙肢承受了很大的楼层剪力，而其他小的墙肢承受的剪力很小，一旦地震特别是超过烈度地震时，这类墙肢容易首先遭到破坏，而小的墙肢又无足够配筋，使整个结构可能形成被各个击破的局面，致使房屋倒塌；因此剪力墙可以通过开结构洞使原来较长的墙肢分成为长度较小的独立墙肢，而开洞后形成的连梁应为跨高比大于6的弱连梁。这样就改变了剪力墙的受力性能，提高墙肢的延性，改善了结构的抗震性能。
剪力墙结构的设计应保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的設计符合强剪弱弯的原则，即剪力墙结构在承受地震力的时候要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要求墙肢和连梁具有良好的延性，即破坏时发生延性破坏。为了实现连梁的强剪弱弯，规范规定了对剪力设计值的放大和连梁剪压比的限值，两条规定共同使用的目的就是限制连梁的受弯配筋，设计中剪力设计值是通过乘以增大系数的方法获得剪力设计值，与连梁正截面受弯的实际配筋量无关，故容易使设计人员忽略受弯钢筋的数量限制，故《高规》规定连梁的纵筋钢筋最大配筋率，防止连梁受弯配筋过多，出现连梁的强弯弱剪破坏。
连梁不满足剪压比时的处理措施
在高烈度区，连梁剪压比很难满足规范要求。针对这种情况，规范给出了一些处理方法。
减小连梁截面高度h活采取其他减少连梁刚度的措施，如设水平缝形成双连梁、多连梁等。这种做法的目的是通过减小连梁的截面高度，进而降低连梁抗弯刚度，减小连梁弯矩，减小连梁剪力设计值。如果随着连梁截面高度的减小，地震作用产生的剪力值减小的很少，则仍不能满足剪压比限值的要求。故此方法可以一试，但不一定有效。
对剪力墙连梁的弯矩进行塑性调幅
连梁塑性调幅有两种方法，一是按照《高规》第5.2.1条的方法，在内力计算前就将连梁刚度进行折减；二是在内力计算之后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是减小连梁内力和配筋。无论用什么方法，连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况下的值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值，其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下在连梁上出现裂缝。因此建议一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前按刚度不折减计算的弯矩的0.8倍（6～7度）和0.5倍（8～9度），并不小于风荷载作用下的连梁弯矩。这种做法实际上就是不减小连梁的截面高度而减小连梁剪力设计值。用弯矩调幅后对应的剪力设计值进行剪压比限值验算。
配置交叉斜向钢筋利用交叉斜筋抗剪；或同时配置普通垂直箍筋，两者共同抗剪。此方法有三种配筋方式：交叉斜筋配筋、集中对角斜筋配筋及对角暗撑配筋。根据连梁不同的截面宽度采用不同的配筋方式。配置交叉斜筋大大提高了连梁的抗剪能力和延性，故防止剪切破坏还是较为有效的。
增加剪力墙厚度，增加洞口宽度。当加大剪力墙厚度时，结构整体刚度加大，地震产生的内力也随着刚度加大而增加，若此时增加洞口的宽度，增大连梁的跨高比，这样连梁刚度就减少了，结构整体刚度也减小了，吸收地震力也减小了，地震作用的影响减少，连梁的承载力也就满足要求了。如果只是部分连梁超筋或超限，则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%，否则连梁截面上的平均剪应力超过限值时，若加大截面高度，一般会使作用在连梁上的剪力更大，反而更加不利。
当以上措施都不能解决连梁箍筋超筋问题时，可考虑在地震作用下连梁退出工作。此时，在地震作用下超筋连梁已剪切破坏，不再能约束墙肢，因此可考虑此连梁不参与结构计算，而按独立墙肢进行第二次多遇地震下的结构整体内力分析，即超筋连梁两端可点铰，作为两端铰接梁参与结构增体内力分析。它相当于剪力墙的第二道防线，这种情况往往使墙肢的内力及配筋加大，可保证墙肢的安全。墙肢截面配筋按两次计算的较大值包络设计。第二次结构计算由于没有连梁的约束，位移会加大，但大震作用下不必按小震作用要求限制其位移。保证构件的承载能力即可。此时超筋连梁的设计，可按此连梁在非抗震设计时竖向荷载及水平风荷载作用下计算其弯矩设计值，求出正截面抗弯配筋面积，实际配筋面积尚不应小于抗震设计时连梁的正截面最小配筋率的规定；再根据正截面抗弯实际配筋反算其剪力值，并按超筋连梁的抗震等级乘以相应的剪力放大系数得出剪力设计值，最后根据此剪力设计值进行斜截面抗剪配筋并不小于抗震设计时连梁的斜截面最小配箍率的规定。
结束语
高烈度区剪力墙连梁箍筋超筋一直是很难解决的问题，而分析各种地震灾害后所总结的设计经验告诉我们，结构设计需设置多道抗震防线，而连梁是结构中的第一道防线。剪力墙连梁的设计受很多因素的制约，连梁的内力和剪力墙的多少、每片剪力墙的水平力大小，连梁刚度、与之相连的墙肢刚度等都有关。因此设计中使连梁发生延性破坏，实现强剪弱弯，以保证结构具有良好的延性，提高结构的抗震性能。
参考文献：
高层建筑混凝土结构设计规程JGJ3-2010 .北京：中国建筑工业出版社2010
建筑抗震设计规范GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社2010
混凝土结构设计规范 GB50010-2010.北京：中国建筑工业出版社2010
张维斌.混凝土结构设计相关规范综合及疑难问题分析处理.北京：中国建筑工业出版社2013
【关键词】连梁破坏；强剪弱弯；连梁超筋
前言
随着中国经济的快速发展，人们对住房的需求也越来越大，在土地资源有限的情况下，高层建筑中剪力墙和框架-剪力墙的运用也越来越普遍。剪力墙连梁在地震中起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要作用。连梁的剪切破坏会是结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的弯曲破坏先于剪切破坏。剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，剪压比限制比较严，在很多情况下设计计算会出现连梁箍筋超筋的情况。因此在抗震设计中需考虑使连梁发生弯曲破坏，连梁的纵向受力钢筋屈服后形成塑性铰，表现出较好的延性。
连梁的破坏形态
剪力墙结构中的连梁受到弯矩、剪力和轴力的共同作用，在风荷载和地震力作用下，墙肢产生弯曲变形，使连梁两端的弯矩方向相反，从而使连梁产生内力；同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形，对墙肢起到了一定的约束作用。剪力墙连梁的破坏形态有两种：弯曲破坏和剪切破坏。发生弯曲破坏时，连梁的纵向受力钢筋屈服后形成塑性铰，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量；同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度。为了减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性，规范对剪力墙连梁提出了梁端得斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力的要求。当发生剪切破坏时，连梁的破坏形态是脆性的或延性极小，连梁丧失了承载力，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，从而形成了单独的悬臂墙。这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，并最终可能导致结构的倒塌，这是结构设计时应避免发生。
连梁的作用与设计方法
剪力墙连梁在高层建筑中起到了很多关键的作用。连梁不仅在地震作用中起到耗能的作用，还对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度；连梁破坏时耗能对减少墙肢的内力、延缓墙肢屈服有着重要作用。
剪力墙墙肢的长度过长，结构整体计算中这类墙肢承受了很大的楼层剪力，而其他小的墙肢承受的剪力很小，一旦地震特别是超过烈度地震时，这类墙肢容易首先遭到破坏，而小的墙肢又无足够配筋，使整个结构可能形成被各个击破的局面，致使房屋倒塌；因此剪力墙可以通过开结构洞使原来较长的墙肢分成为长度较小的独立墙肢，而开洞后形成的连梁应为跨高比大于6的弱连梁。这样就改变了剪力墙的受力性能，提高墙肢的延性，改善了结构的抗震性能。
剪力墙结构的设计应保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的設计符合强剪弱弯的原则，即剪力墙结构在承受地震力的时候要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要求墙肢和连梁具有良好的延性，即破坏时发生延性破坏。为了实现连梁的强剪弱弯，规范规定了对剪力设计值的放大和连梁剪压比的限值，两条规定共同使用的目的就是限制连梁的受弯配筋，设计中剪力设计值是通过乘以增大系数的方法获得剪力设计值，与连梁正截面受弯的实际配筋量无关，故容易使设计人员忽略受弯钢筋的数量限制，故《高规》规定连梁的纵筋钢筋最大配筋率，防止连梁受弯配筋过多，出现连梁的强弯弱剪破坏。
连梁不满足剪压比时的处理措施
在高烈度区，连梁剪压比很难满足规范要求。针对这种情况，规范给出了一些处理方法。
减小连梁截面高度h活采取其他减少连梁刚度的措施，如设水平缝形成双连梁、多连梁等。这种做法的目的是通过减小连梁的截面高度，进而降低连梁抗弯刚度，减小连梁弯矩，减小连梁剪力设计值。如果随着连梁截面高度的减小，地震作用产生的剪力值减小的很少，则仍不能满足剪压比限值的要求。故此方法可以一试，但不一定有效。
对剪力墙连梁的弯矩进行塑性调幅
连梁塑性调幅有两种方法，一是按照《高规》第5.2.1条的方法，在内力计算前就将连梁刚度进行折减；二是在内力计算之后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是减小连梁内力和配筋。无论用什么方法，连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况下的值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值，其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下在连梁上出现裂缝。因此建议一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前按刚度不折减计算的弯矩的0.8倍（6～7度）和0.5倍（8～9度），并不小于风荷载作用下的连梁弯矩。这种做法实际上就是不减小连梁的截面高度而减小连梁剪力设计值。用弯矩调幅后对应的剪力设计值进行剪压比限值验算。
配置交叉斜向钢筋利用交叉斜筋抗剪；或同时配置普通垂直箍筋，两者共同抗剪。此方法有三种配筋方式：交叉斜筋配筋、集中对角斜筋配筋及对角暗撑配筋。根据连梁不同的截面宽度采用不同的配筋方式。配置交叉斜筋大大提高了连梁的抗剪能力和延性，故防止剪切破坏还是较为有效的。
增加剪力墙厚度，增加洞口宽度。当加大剪力墙厚度时，结构整体刚度加大，地震产生的内力也随着刚度加大而增加，若此时增加洞口的宽度，增大连梁的跨高比，这样连梁刚度就减少了，结构整体刚度也减小了，吸收地震力也减小了，地震作用的影响减少，连梁的承载力也就满足要求了。如果只是部分连梁超筋或超限，则可采取调整连梁内力来解决。调整的幅度不宜大于20%，否则连梁截面上的平均剪应力超过限值时，若加大截面高度，一般会使作用在连梁上的剪力更大，反而更加不利。
当以上措施都不能解决连梁箍筋超筋问题时，可考虑在地震作用下连梁退出工作。此时，在地震作用下超筋连梁已剪切破坏，不再能约束墙肢，因此可考虑此连梁不参与结构计算，而按独立墙肢进行第二次多遇地震下的结构整体内力分析，即超筋连梁两端可点铰，作为两端铰接梁参与结构增体内力分析。它相当于剪力墙的第二道防线，这种情况往往使墙肢的内力及配筋加大，可保证墙肢的安全。墙肢截面配筋按两次计算的较大值包络设计。第二次结构计算由于没有连梁的约束，位移会加大，但大震作用下不必按小震作用要求限制其位移。保证构件的承载能力即可。此时超筋连梁的设计，可按此连梁在非抗震设计时竖向荷载及水平风荷载作用下计算其弯矩设计值，求出正截面抗弯配筋面积，实际配筋面积尚不应小于抗震设计时连梁的正截面最小配筋率的规定；再根据正截面抗弯实际配筋反算其剪力值，并按超筋连梁的抗震等级乘以相应的剪力放大系数得出剪力设计值，最后根据此剪力设计值进行斜截面抗剪配筋并不小于抗震设计时连梁的斜截面最小配箍率的规定。
结束语
高烈度区剪力墙连梁箍筋超筋一直是很难解决的问题，而分析各种地震灾害后所总结的设计经验告诉我们，结构设计需设置多道抗震防线，而连梁是结构中的第一道防线。剪力墙连梁的设计受很多因素的制约，连梁的内力和剪力墙的多少、每片剪力墙的水平力大小，连梁刚度、与之相连的墙肢刚度等都有关。因此设计中使连梁发生延性破坏，实现强剪弱弯，以保证结构具有良好的延性，提高结构的抗震性能。
参考文献：
高层建筑混凝土结构设计规程JGJ3-2010 .北京：中国建筑工业出版社2010
建筑抗震设计规范GB50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社2010
混凝土结构设计规范 GB50010-2010.北京：中国建筑工业出版社2010
张维斌.混凝土结构设计相关规范综合及疑难问题分析处理.北京：中国建筑工业出版社2013