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【摘 要】 高层建筑剪力墙的连梁设计并不是很容易,它受到方方面面多重因素的影响,设计人员在设计连梁时需要注意诸多因素,连梁的刚度,跨高比等等,所以需要综合考虑,统筹兼顾,以求设计出较好的作品,使建筑的抗震能力增加,给人们以及社会带来安全。
【关键词】 连梁;设计;跨高;内力
1 连梁的介绍
最近几年,我国已经改进了建筑的材料问题,使用混凝土作为建筑的主要材料,使得剪力墙更加能够抗扭曲以及抗侧,即使建筑受到地震的不利作用也不会有很大的变形,而且承载能力很大,是建筑中很重要的构件。
剪力墙包括两个方面,一个方面是墙肢,另外一个方面是连梁。连梁就是在建筑中的墙肢之间以及墙肢和框架柱之间起到连接作用。它不同于一般情况下我们见到的梁,因为它不仅仅只是一个起到受力作用的构件,还有更多的其他作用,比如它的连接,可以使墙与墙相互传力,从而使得相离的墙体之间整体工作。连梁最主要的种类有两种,种类与其功能相互对应,第一种就是可以连接相离的墙肢,第二种就是连接框架柱以及墙肢。
连梁的功能使它必须具备达到要求的刚度,如果刚度达不到,那么连梁的功能就会无法实现,所以在连梁设计中想方设法增加连梁的强度是至关重要的。经过无数次的实验研究和实验总结,如果跨高比小于5的话,就容易导致剪切裂缝损坏,在不小于5时,连梁的刚度达不到要求,就无法起到传力的作用,由此得出连梁的跨高比如果小于5的话,在设计时,应该根据框架梁来算和进行构造方面的设计。在水平作用力的影响之下,连梁的破坏有两种,分别是脆性破坏以及延性破坏。
2 连梁设计需要注意问题以及解决方案
对于高层建筑来说,为了保证墙肢与连梁的工作能够正常进行,以及协调合理,剪力墙的刚度与强度是需要符合要求的。在平常使用的时候产生的压力,以及来自风的压力都会使连梁的内力增加,在这种工作状态中,连梁不能有塑性铰,但是在特殊的情况下,比如发生地震的时候,连梁是允许有塑性铰的。抗震设计中有地震时对建筑物的要求,在遇到强度不大,没有超过本地区设防的地震时,建筑在地震后应该能够使用,在遇到强度大,超过设防的地震时,建筑物不会倒塌,更不会对人们的生命造成严重威胁。所以在建筑的设计时,需要注意建筑不会产生剪切破坏,墙肢与连梁应该具有比较好的延展性能。
2.1连梁刚度的处理
连梁的内力经常挺大,有很多原因,这里简单介绍其中两个主要的原因,首先,跨高比小,其次与之相连的墙肢刚度有可能会非常大。连梁在屈服时会导致梁端产生裂缝,连梁的刚度减小,连梁的内力也会重新分布。所以在一开始计算时,就要特别关注连梁刚度的处理。
有关规定指出,对于建筑连梁刚度来说,可以视情况折减,但是折减的系数要在0.55以上,通常在设计的时候,会取0.55~1之间的数值,以求能够满足设计的要求。
为了增强建筑的抗风能力,在进行连梁设计时,可以使其刚度以及承载力尽可能的大一些,来增大建筑的整体刚度,以降低对钢筋的使用量。建筑的抗风能力对于沿海城市的居民来说是非常重要的,对城市的发展也是很重要的,尤其是在夏季,台风的肆虐需要建筑抗风能力的阻拦,所以在设计的时候要特别关注这个方面。建筑的坚固性是其几大属性之一,在地震来临的时候起到的作用相当突出。为了增强建筑的抗震能力,在连梁设计时,需要注意连梁的尺寸,不应该过大,这是为了避免剪力的增大。也可以增加其截面厚度调整连梁的承载力,这样的措施不会使剪切力增加,虽然措施很好,但是不容易实现。
2.2调整连梁内力
塑性调幅能够使设计的剪力值减小。塑性调幅的方法有两种,一种是设计时也要注意内力值的计算要在折减连梁刚度之前,一种是计算出内力值之后,把连梁弯矩以及剪切力的组合值与折减系数相乘。这两个办法的采取都可以使连梁内力降低,并且减小配筋。但是如果结构计算时,已经进行过刚度折减的话,连梁的调幅范围需要受到限制,或者是不再进行调整。在一些连梁减少了弯矩值之后,相应的其他部位的值也应该有所提高。不管采用什么办法,调整后的值都不能比正常使用的值低,而且要参考地震设防的数据,不能低于这个数值,以防止当正常使用或者是发生地震时,建筑的连梁产生裂缝,使建筑的安全无法保证,给人们带来生命的威胁。
2.3提高延展性能
在多次的地震灾害中,据有关调查,我们可以看出连梁延展性能在保护建筑不受到地震破坏的方面起到非常大的作用,给社会以及人们带来了灾难中的安稳,所以,延展性能的提高势在必行。有一点需要注意的是,在进行连梁设计时,除了要使连梁所受内力在预算之内,还要保证建筑的构造合理。提高延展性能最有用的措施就是交叉斜筋的使用,把它配置在连梁的内部,就可以在一定的程度上保证延展性。目前提高延展性的措施不多,我国的科学家以及相关技术人员需要在这个方面多做探究。
2.4使用材质较好的混凝土
材质较好的混凝土,在一定程度上會使连梁承受剪切力的能力不超过限制。但是不能随意的使用增加等级的混凝土,这是一个限制,所以这种方法不经常用。
2.5截面高度的调整
如果连梁剪应力比设定的限制值高时,就不能增加截面的高度,因为这样会使剪应力增多,对建筑的稳固更加不利。如果截面高度经过调整之后变小,那么连梁也会随之降低其刚度,在很大的程度上保证了承载力不高过限制值,从而减轻了地震带来的不利后果。这是一种比较实用的方法。在设计时,如果门窗部位的连梁超筋,就可以使用这个方法,降低连梁截面高度,并且在同一时刻增加过梁。使得过梁的两个端进到剪力墙之中,与其同时进行现浇。用砌块补填在空隙里面。这个方法的注意事项是连梁高度要适宜,这是由于如果连梁高度很小的话,就不能消耗掉比较多的能量,也不能降低对墙肢的损坏程度,并且不能够对墙肢具有很大的约束力,使其和地震的强大力量抗衡。 2.6主梁支座
在建筑設计原则里,是不能使用连梁作为主梁支座的,这是因为建筑主梁对一栋建筑来说是非常重要的,连梁的损坏因素多,如果连梁损坏,就会导致整个建筑的坍塌或者是变形,不光是影响人们的日常生活,更是对人们的生命安全带来威胁。但是在许多状况下,比如说建筑的功能,使得我们必须做出让连梁作为主梁支座的无奈之举。在进行设计时,就要着重注意连梁的坚固性,采取各种措施来加固它,使其不会损坏。目前知道的措施主要有:提高配筋率,加设钢筋的倾斜方向构造,抗弯计算,最后是与连梁相接的墙肢需要增加钢筋的使用数量。
2.7提高连梁跨高
连梁设计时,在折减刚度之后,还有可能会造成连梁承载力不足的情况,面对这种问题,可以提高洞口宽度来降低连梁的刚度,从而降低了建筑的整体刚度,减轻了地震的不利影响,保护连梁,使其承载力不超过限制值。如果仅仅是一些连梁超筋或者是超过限制值,则可以通过连梁内力解决这个问题。
2.8连梁在地震时不工作
注意以上几个方面之后,在许多实际建筑工程中绝大多数的连梁能够满足要求,但是连梁超筋状况还是会有可能发生。连梁配筋措施:首先,在计算抗剪箍筋之前,要计算出连梁所能够支持的最大剪应力,其次,需要按照弯矩值来算连梁纵筋。在地震到来的时候,受地震强度的影响,连梁两头的弯矩在很短的时间之内就会达到最大的承受值,产生塑性铰的情况,连梁两头的弯矩也不会再升高。在连梁设计时,我们需要保证当连梁两头的弯矩达到最大限度时,连梁的抗剪应力能力还能够有所多余,这样连梁就不会被破坏掉,建筑的安全就有了保证。
3 结束语
经过数次地震的洗礼,可以看得出来,在许多高层建筑中,大体的墙肢是可以保持完整的,但是连梁会受到地震的破坏,这个现象说明了建筑墙肢起到保护的作用,因此我们可以得出强剪弱弯的原则。连梁的跨高小,而且横截面积大,并且和连梁接触的墙肢必须是刚度大的,这三个特点缺一不可。水平作用力的存在经常使得连梁受到的压力很大,还有在连梁的两端,会受到不同重量的墙肢挤压,这种不均匀的挤压也会使得连梁承受巨大的压力。所以在连梁设计中采取许多措施来降低这种压力,从而减轻连梁的内力,增大连梁的寿命。
参考文献:
[1]陈峰,张旭.关于高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].科技促进发展,2010(8):174.
[2]于永江,李亚东.讨论高层建筑剪力墙中连梁设计的几个问题[J].民营科技,2010(2):225.
[3]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息,2011(17):293.
[4]张宇.上海某剪力墙高层住宅的结构设计[J].山西建筑,2011,37(29):44-45.
【关键词】 连梁;设计;跨高;内力
1 连梁的介绍
最近几年,我国已经改进了建筑的材料问题,使用混凝土作为建筑的主要材料,使得剪力墙更加能够抗扭曲以及抗侧,即使建筑受到地震的不利作用也不会有很大的变形,而且承载能力很大,是建筑中很重要的构件。
剪力墙包括两个方面,一个方面是墙肢,另外一个方面是连梁。连梁就是在建筑中的墙肢之间以及墙肢和框架柱之间起到连接作用。它不同于一般情况下我们见到的梁,因为它不仅仅只是一个起到受力作用的构件,还有更多的其他作用,比如它的连接,可以使墙与墙相互传力,从而使得相离的墙体之间整体工作。连梁最主要的种类有两种,种类与其功能相互对应,第一种就是可以连接相离的墙肢,第二种就是连接框架柱以及墙肢。
连梁的功能使它必须具备达到要求的刚度,如果刚度达不到,那么连梁的功能就会无法实现,所以在连梁设计中想方设法增加连梁的强度是至关重要的。经过无数次的实验研究和实验总结,如果跨高比小于5的话,就容易导致剪切裂缝损坏,在不小于5时,连梁的刚度达不到要求,就无法起到传力的作用,由此得出连梁的跨高比如果小于5的话,在设计时,应该根据框架梁来算和进行构造方面的设计。在水平作用力的影响之下,连梁的破坏有两种,分别是脆性破坏以及延性破坏。
2 连梁设计需要注意问题以及解决方案
对于高层建筑来说,为了保证墙肢与连梁的工作能够正常进行,以及协调合理,剪力墙的刚度与强度是需要符合要求的。在平常使用的时候产生的压力,以及来自风的压力都会使连梁的内力增加,在这种工作状态中,连梁不能有塑性铰,但是在特殊的情况下,比如发生地震的时候,连梁是允许有塑性铰的。抗震设计中有地震时对建筑物的要求,在遇到强度不大,没有超过本地区设防的地震时,建筑在地震后应该能够使用,在遇到强度大,超过设防的地震时,建筑物不会倒塌,更不会对人们的生命造成严重威胁。所以在建筑的设计时,需要注意建筑不会产生剪切破坏,墙肢与连梁应该具有比较好的延展性能。
2.1连梁刚度的处理
连梁的内力经常挺大,有很多原因,这里简单介绍其中两个主要的原因,首先,跨高比小,其次与之相连的墙肢刚度有可能会非常大。连梁在屈服时会导致梁端产生裂缝,连梁的刚度减小,连梁的内力也会重新分布。所以在一开始计算时,就要特别关注连梁刚度的处理。
有关规定指出,对于建筑连梁刚度来说,可以视情况折减,但是折减的系数要在0.55以上,通常在设计的时候,会取0.55~1之间的数值,以求能够满足设计的要求。
为了增强建筑的抗风能力,在进行连梁设计时,可以使其刚度以及承载力尽可能的大一些,来增大建筑的整体刚度,以降低对钢筋的使用量。建筑的抗风能力对于沿海城市的居民来说是非常重要的,对城市的发展也是很重要的,尤其是在夏季,台风的肆虐需要建筑抗风能力的阻拦,所以在设计的时候要特别关注这个方面。建筑的坚固性是其几大属性之一,在地震来临的时候起到的作用相当突出。为了增强建筑的抗震能力,在连梁设计时,需要注意连梁的尺寸,不应该过大,这是为了避免剪力的增大。也可以增加其截面厚度调整连梁的承载力,这样的措施不会使剪切力增加,虽然措施很好,但是不容易实现。
2.2调整连梁内力
塑性调幅能够使设计的剪力值减小。塑性调幅的方法有两种,一种是设计时也要注意内力值的计算要在折减连梁刚度之前,一种是计算出内力值之后,把连梁弯矩以及剪切力的组合值与折减系数相乘。这两个办法的采取都可以使连梁内力降低,并且减小配筋。但是如果结构计算时,已经进行过刚度折减的话,连梁的调幅范围需要受到限制,或者是不再进行调整。在一些连梁减少了弯矩值之后,相应的其他部位的值也应该有所提高。不管采用什么办法,调整后的值都不能比正常使用的值低,而且要参考地震设防的数据,不能低于这个数值,以防止当正常使用或者是发生地震时,建筑的连梁产生裂缝,使建筑的安全无法保证,给人们带来生命的威胁。
2.3提高延展性能
在多次的地震灾害中,据有关调查,我们可以看出连梁延展性能在保护建筑不受到地震破坏的方面起到非常大的作用,给社会以及人们带来了灾难中的安稳,所以,延展性能的提高势在必行。有一点需要注意的是,在进行连梁设计时,除了要使连梁所受内力在预算之内,还要保证建筑的构造合理。提高延展性能最有用的措施就是交叉斜筋的使用,把它配置在连梁的内部,就可以在一定的程度上保证延展性。目前提高延展性的措施不多,我国的科学家以及相关技术人员需要在这个方面多做探究。
2.4使用材质较好的混凝土
材质较好的混凝土,在一定程度上會使连梁承受剪切力的能力不超过限制。但是不能随意的使用增加等级的混凝土,这是一个限制,所以这种方法不经常用。
2.5截面高度的调整
如果连梁剪应力比设定的限制值高时,就不能增加截面的高度,因为这样会使剪应力增多,对建筑的稳固更加不利。如果截面高度经过调整之后变小,那么连梁也会随之降低其刚度,在很大的程度上保证了承载力不高过限制值,从而减轻了地震带来的不利后果。这是一种比较实用的方法。在设计时,如果门窗部位的连梁超筋,就可以使用这个方法,降低连梁截面高度,并且在同一时刻增加过梁。使得过梁的两个端进到剪力墙之中,与其同时进行现浇。用砌块补填在空隙里面。这个方法的注意事项是连梁高度要适宜,这是由于如果连梁高度很小的话,就不能消耗掉比较多的能量,也不能降低对墙肢的损坏程度,并且不能够对墙肢具有很大的约束力,使其和地震的强大力量抗衡。 2.6主梁支座
在建筑設计原则里,是不能使用连梁作为主梁支座的,这是因为建筑主梁对一栋建筑来说是非常重要的,连梁的损坏因素多,如果连梁损坏,就会导致整个建筑的坍塌或者是变形,不光是影响人们的日常生活,更是对人们的生命安全带来威胁。但是在许多状况下,比如说建筑的功能,使得我们必须做出让连梁作为主梁支座的无奈之举。在进行设计时,就要着重注意连梁的坚固性,采取各种措施来加固它,使其不会损坏。目前知道的措施主要有:提高配筋率,加设钢筋的倾斜方向构造,抗弯计算,最后是与连梁相接的墙肢需要增加钢筋的使用数量。
2.7提高连梁跨高
连梁设计时,在折减刚度之后,还有可能会造成连梁承载力不足的情况,面对这种问题,可以提高洞口宽度来降低连梁的刚度,从而降低了建筑的整体刚度,减轻了地震的不利影响,保护连梁,使其承载力不超过限制值。如果仅仅是一些连梁超筋或者是超过限制值,则可以通过连梁内力解决这个问题。
2.8连梁在地震时不工作
注意以上几个方面之后,在许多实际建筑工程中绝大多数的连梁能够满足要求,但是连梁超筋状况还是会有可能发生。连梁配筋措施:首先,在计算抗剪箍筋之前,要计算出连梁所能够支持的最大剪应力,其次,需要按照弯矩值来算连梁纵筋。在地震到来的时候,受地震强度的影响,连梁两头的弯矩在很短的时间之内就会达到最大的承受值,产生塑性铰的情况,连梁两头的弯矩也不会再升高。在连梁设计时,我们需要保证当连梁两头的弯矩达到最大限度时,连梁的抗剪应力能力还能够有所多余,这样连梁就不会被破坏掉,建筑的安全就有了保证。
3 结束语
经过数次地震的洗礼,可以看得出来,在许多高层建筑中,大体的墙肢是可以保持完整的,但是连梁会受到地震的破坏,这个现象说明了建筑墙肢起到保护的作用,因此我们可以得出强剪弱弯的原则。连梁的跨高小,而且横截面积大,并且和连梁接触的墙肢必须是刚度大的,这三个特点缺一不可。水平作用力的存在经常使得连梁受到的压力很大,还有在连梁的两端,会受到不同重量的墙肢挤压,这种不均匀的挤压也会使得连梁承受巨大的压力。所以在连梁设计中采取许多措施来降低这种压力,从而减轻连梁的内力,增大连梁的寿命。
参考文献:
[1]陈峰,张旭.关于高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].科技促进发展,2010(8):174.
[2]于永江,李亚东.讨论高层建筑剪力墙中连梁设计的几个问题[J].民营科技,2010(2):225.
[3]齐楠.浅议高层建筑剪力墙结构设计[J].黑龙江科技信息,2011(17):293.
[4]张宇.上海某剪力墙高层住宅的结构设计[J].山西建筑,2011,37(29):44-45.