论文部分内容阅读
摘要：连梁一般具有跨度小、截面大；与连梁相连的墙体刚度又很大等特点，但在施工中容易出现连梁超筋的情况。为此，笔者分析了连梁的设计要求，详细阐述了连梁超筋的处理和连梁的构造措施，以保证连梁构造的整体安全。
关键词：高层建筑；连梁超筋；设计要求；构造措施
中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0064－02
与剪力墙相连的梁称为连梁，连梁一般具有跨度小、截面大；与连梁相连的墙体刚度又很大等特点，而连梁超筋是剪力墙构造设计中的一种常见现象。剪力墙是一种承受弯剪共同作用的构件。在外力作用下，可能出现剪切破坏，也可能出现弯曲破坏。联系墙肢的连梁，对剪力墙的受力产生较大的影响，其本身的受力条件也较复杂。文章将讨论高层建筑连梁设计的几个问题，有利于改善超筋问题。
1连梁的设计要求
《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）第7.1.8条规定，剪力墙结构中跨高比小于5的连梁，由于在竖向荷载作用下，产生的弯矩所占比例较小，而连梁跨度小且截面高度较大，水平荷载作用下的反弯使连梁剪力也较大，易出现剪切裂缝，配筋由水平力引起的剪力和弯矩控制。这种跨中弯矩较小，剪力沿梁长分布均匀的连梁，是常规的剪力墙连梁，应按第7章的规定进行设计。当跨高比不小于5时，由于竖向荷载作用下产生的弯矩所占比例较大，内力分布类似于一般框架梁，宜按框架梁的要求进行设计。
对于常规的剪力墙连梁，《高规》第7.2.22条规定了不同抗震等级时连梁的剪力设计值。通过连梁剪力设计值增大系数的调整，来保证连梁的强剪弱弯，使连梁剪切脆性破坏迟于弯曲破坏，提高结构的延性。第7.2.24条是连梁斜截面受剪承载力的相应计算，而第7.2.23 条规定了剪力墙连梁的截面尺寸所应满足的限制条件，即名义剪应力。连梁剪应力过大时，在箍筋充分发挥作用之前，连梁就会发生剪切破坏，因而规范对连梁截面尺寸控制条件限制较严。其目的首先是防止斜压破坏；其次是限制使用阶段的裂缝宽度；再是规定了连梁斜截面受剪破坏的最大配箍率的条件。
2连梁超筋的处理
由于剪力墙连梁尺寸控制条件，即名义剪应力控制条件较严，设计中常常出现连梁超筋的情况。此时应采取合理的处理措施，避免连梁斜裂缝过大，避免发生斜压破坏。《高规》第7.2.25条规定了连梁超筋时的处理措施。
2.1连梁调幅
连梁的调幅分为对连梁进行刚度折减和对连梁的弯矩及剪力进行调幅两种方法。这两种方法的目的都是减小连梁的内力和配筋。
《高规》第5.2.1条规定了内力计算前对连梁的刚度可进行折减。高层建筑结构在整体分析时，均采用构件的弹性刚度。连梁的刚度与墙体相比较小，却承受了很大的弯矩和剪力，配筋设计困难。此时可考虑连梁在满足竖向承载力的前提下，适当开裂，降低刚度，把内力转移到墙体上。抗震设防烈度低时连梁的刚度可少折减一些，若抗震设防烈度为6～7 °时可取0.7，设防烈度高时可多折减一些；若抗震设防烈度为8～9 °时可取0.5。连梁刚度折减系数不宜小于0.5，这是为了保证连梁的竖向承载能力。对于跨高比大于5的连梁，竖向荷载的作用效应比水平荷载的作用效应明显，此时对于连梁的刚度折减要慎重，必要时可不进行刚度折减，避免连梁的裂缝影响到正常使用。
《高规》第7.2.25－2条规定了内力计算之后，对连梁的弯矩和剪力进行塑性调幅，以减小其剪力设计值。结构计算中已进行了刚度折减的连梁，应限制其调幅范围或不再调幅。部分连梁降低弯矩设计值后，应相应增大其余部位连梁和墙段的弯矩设计值。
采用上述两种方法调幅后的计算结果与完全弹性的调幅前的计算结果相比，抗震设防烈度6～7 °时，不应小于调幅前的0.8倍，抗震设防烈度8～9 °时，不应小于调幅前的0.5倍，这是正常使用阶段和设防烈度低一度时的必要保证。应避免正常使用条件下以及较小地震作用下连梁产生裂缝。
连梁调幅是处理连梁超筋的首选的最基本的方法。
2.2减小连梁截面高度
《高规》第7.2.25－1条规定，当连梁剪应力不能满足《高规》第7.2.23条要求，超过限值时，可减小连梁截面高度。对于开结构洞所形成的连梁，可采用减小连梁截面高度后的计算结果进行连梁配筋。对于开设门窗洞口等对建筑使用功能有影响的洞口所形成的连梁，可在结构计算中采用减小连梁截面高度后的计算结果，施工图的截面仍采用原有连梁截面尺寸。这样使连梁的实际截面所能承担的剪力大于计算剪力，若判断为超筋，结果不真实。此时剪力墙应进行二次设计，取较大值进行墙肢配筋。
减小连梁截面高度适用于连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的情况，即连梁不作为其他梁的支承。
2.3连梁不参与工作
《高规》第7.2.25－3条规定，在连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，即连梁不作为其他梁的支承时，可假定连梁在大震下破坏，不再约束墙肢。剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构的内力分析，使剪力墙起到第二道防线的作用。此时墙肢的内力和配筋都要加大。实际工程中由于连梁对剪力墙的作用，连梁即使破坏对剪力墙的约束依然存在，墙体并非完全独立的墙肢，因而在计算中连梁端部可按铰接处理，考虑连梁对剪力墙的约束作用，同时应采取适当的构造措施保证计算假定。这种情况下，剪力墙应采用两次计算结果的较大值，还应注意对其他位置连梁的影响，是否导致原本不超筋的连梁出现超筋。
3连梁的构造措施
通常意义上的连梁，即跨高比不大于5的连梁，由于跨高较小，水平地震力作用下常常出现剪切斜裂缝。为避免连梁斜裂缝出现后的脆性破坏，除采取上述强剪弱弯措施外，还应通过连梁的构造措施，即钢筋锚固、腰筋配置、箍筋加密等措施加以保证。
《高规》第7.2.26条强制性条文规定了连梁的构造措施，设计和施工中都应引起重视，加以保证。
（1）连梁纵筋在墙内的锚固长度，抗震设计时均不应小于LaE，非抗震设计时不应小于La，且不应小于600 mm。与框架梁纵筋配置的不同之处在于，连梁的顶底面纵筋全部贯通配置。
（2）抗震设计的连梁，箍筋沿梁全长加密，直径和间距的要求与相应抗震等级的框架梁梁端加密区的构造要求相同。应注意连梁与一般框架梁的区别。连梁箍筋是全长加密，而框架梁箍筋仅在梁端一定范围内加密。
（3）顶层连梁纵筋伸入墙体的长度范围内，应配置箍筋，间距不大于150 mm，直径与连梁箍筋直径相同。
（4）墙体水平分布筋在连梁高度范围内作为连梁腰筋拉通配置。连梁高度大于700 mm时，腰筋直径不应小于10 mm，间距不应大于200 mm；跨高比不大于2.5的连梁，腰筋配筋率不应小于0.3%。
（5）在布置楼面主梁时，应避免楼面主梁支承在连梁上。因为连梁刚度较弱，其抗扭刚度对主梁起不到固结约束作用，且抵抗扭矩不足；同时连梁的破坏会导致主梁的破坏。当楼面
主梁支承在连梁上时，可将主梁端部设为铰接，并适当加大连梁的配筋及构造。
（6）对于跨高比大于5的连梁，其内力分布与一般框架梁相似。梁跨度大，线刚度小，竖向荷载所占的比例较大，配筋由竖向荷载控制。此类连梁应按框架梁的要求设计，根据计算结果连梁底筋贯通配置，梁顶部纵筋不必全部拉通，梁顶除部分贯通筋外，可在支座部位附加。箍筋可按框架梁的抗震构造要求，仅在梁端一定范围加密。
4结束语
总之，高层建筑剪力墙连梁的设计受很多因素的制约，当连梁出现超筋时，应依据规范的要求，对连梁进行调整，并应注意相应的适用条件及带来的相关影响，同时应保证连梁的构造要求。因此，设计时要把各方面因素统一协调，以取得比较理想的结果。
参考文献
1 聂松涛、张健.高层建筑连梁设计的探讨［J］.沈阳大学学报，2002（12）
High－rise Building Structure Design of Shear Wall Coupling Beams
Xu Lihao
Abstract: The coupling beams generally have a small span, a large cross－section; and stiffness of coupling beams connected to the wall is so big and so on, but even in the construction Liang Chao tendons prone situation. To this end, the author analyzes the coupling beam design requirements, Liang Chao elaborated with reinforced coupling beams of processing and structural measures to ensure the overall safety of even the beam structure.
Key words: high－rise building; liang tendon; design requirements; construction measures
关键词：高层建筑；连梁超筋；设计要求；构造措施
中图分类号：TU398.2 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）24－0064－02
与剪力墙相连的梁称为连梁，连梁一般具有跨度小、截面大；与连梁相连的墙体刚度又很大等特点，而连梁超筋是剪力墙构造设计中的一种常见现象。剪力墙是一种承受弯剪共同作用的构件。在外力作用下，可能出现剪切破坏，也可能出现弯曲破坏。联系墙肢的连梁，对剪力墙的受力产生较大的影响，其本身的受力条件也较复杂。文章将讨论高层建筑连梁设计的几个问题，有利于改善超筋问题。
1连梁的设计要求
《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）第7.1.8条规定，剪力墙结构中跨高比小于5的连梁，由于在竖向荷载作用下，产生的弯矩所占比例较小，而连梁跨度小且截面高度较大，水平荷载作用下的反弯使连梁剪力也较大，易出现剪切裂缝，配筋由水平力引起的剪力和弯矩控制。这种跨中弯矩较小，剪力沿梁长分布均匀的连梁，是常规的剪力墙连梁，应按第7章的规定进行设计。当跨高比不小于5时，由于竖向荷载作用下产生的弯矩所占比例较大，内力分布类似于一般框架梁，宜按框架梁的要求进行设计。
对于常规的剪力墙连梁，《高规》第7.2.22条规定了不同抗震等级时连梁的剪力设计值。通过连梁剪力设计值增大系数的调整，来保证连梁的强剪弱弯，使连梁剪切脆性破坏迟于弯曲破坏，提高结构的延性。第7.2.24条是连梁斜截面受剪承载力的相应计算，而第7.2.23 条规定了剪力墙连梁的截面尺寸所应满足的限制条件，即名义剪应力。连梁剪应力过大时，在箍筋充分发挥作用之前，连梁就会发生剪切破坏，因而规范对连梁截面尺寸控制条件限制较严。其目的首先是防止斜压破坏；其次是限制使用阶段的裂缝宽度；再是规定了连梁斜截面受剪破坏的最大配箍率的条件。
2连梁超筋的处理
由于剪力墙连梁尺寸控制条件，即名义剪应力控制条件较严，设计中常常出现连梁超筋的情况。此时应采取合理的处理措施，避免连梁斜裂缝过大，避免发生斜压破坏。《高规》第7.2.25条规定了连梁超筋时的处理措施。
2.1连梁调幅
连梁的调幅分为对连梁进行刚度折减和对连梁的弯矩及剪力进行调幅两种方法。这两种方法的目的都是减小连梁的内力和配筋。
《高规》第5.2.1条规定了内力计算前对连梁的刚度可进行折减。高层建筑结构在整体分析时，均采用构件的弹性刚度。连梁的刚度与墙体相比较小，却承受了很大的弯矩和剪力，配筋设计困难。此时可考虑连梁在满足竖向承载力的前提下，适当开裂，降低刚度，把内力转移到墙体上。抗震设防烈度低时连梁的刚度可少折减一些，若抗震设防烈度为6～7 °时可取0.7，设防烈度高时可多折减一些；若抗震设防烈度为8～9 °时可取0.5。连梁刚度折减系数不宜小于0.5，这是为了保证连梁的竖向承载能力。对于跨高比大于5的连梁，竖向荷载的作用效应比水平荷载的作用效应明显，此时对于连梁的刚度折减要慎重，必要时可不进行刚度折减，避免连梁的裂缝影响到正常使用。
《高规》第7.2.25－2条规定了内力计算之后，对连梁的弯矩和剪力进行塑性调幅，以减小其剪力设计值。结构计算中已进行了刚度折减的连梁，应限制其调幅范围或不再调幅。部分连梁降低弯矩设计值后，应相应增大其余部位连梁和墙段的弯矩设计值。
采用上述两种方法调幅后的计算结果与完全弹性的调幅前的计算结果相比，抗震设防烈度6～7 °时，不应小于调幅前的0.8倍，抗震设防烈度8～9 °时，不应小于调幅前的0.5倍，这是正常使用阶段和设防烈度低一度时的必要保证。应避免正常使用条件下以及较小地震作用下连梁产生裂缝。
连梁调幅是处理连梁超筋的首选的最基本的方法。
2.2减小连梁截面高度
《高规》第7.2.25－1条规定，当连梁剪应力不能满足《高规》第7.2.23条要求，超过限值时，可减小连梁截面高度。对于开结构洞所形成的连梁，可采用减小连梁截面高度后的计算结果进行连梁配筋。对于开设门窗洞口等对建筑使用功能有影响的洞口所形成的连梁，可在结构计算中采用减小连梁截面高度后的计算结果，施工图的截面仍采用原有连梁截面尺寸。这样使连梁的实际截面所能承担的剪力大于计算剪力，若判断为超筋，结果不真实。此时剪力墙应进行二次设计，取较大值进行墙肢配筋。
减小连梁截面高度适用于连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的情况，即连梁不作为其他梁的支承。
2.3连梁不参与工作
《高规》第7.2.25－3条规定，在连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，即连梁不作为其他梁的支承时，可假定连梁在大震下破坏，不再约束墙肢。剪力墙按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构的内力分析，使剪力墙起到第二道防线的作用。此时墙肢的内力和配筋都要加大。实际工程中由于连梁对剪力墙的作用，连梁即使破坏对剪力墙的约束依然存在，墙体并非完全独立的墙肢，因而在计算中连梁端部可按铰接处理，考虑连梁对剪力墙的约束作用，同时应采取适当的构造措施保证计算假定。这种情况下，剪力墙应采用两次计算结果的较大值，还应注意对其他位置连梁的影响，是否导致原本不超筋的连梁出现超筋。
3连梁的构造措施
通常意义上的连梁，即跨高比不大于5的连梁，由于跨高较小，水平地震力作用下常常出现剪切斜裂缝。为避免连梁斜裂缝出现后的脆性破坏，除采取上述强剪弱弯措施外，还应通过连梁的构造措施，即钢筋锚固、腰筋配置、箍筋加密等措施加以保证。
《高规》第7.2.26条强制性条文规定了连梁的构造措施，设计和施工中都应引起重视，加以保证。
（1）连梁纵筋在墙内的锚固长度，抗震设计时均不应小于LaE，非抗震设计时不应小于La，且不应小于600 mm。与框架梁纵筋配置的不同之处在于，连梁的顶底面纵筋全部贯通配置。
（2）抗震设计的连梁，箍筋沿梁全长加密，直径和间距的要求与相应抗震等级的框架梁梁端加密区的构造要求相同。应注意连梁与一般框架梁的区别。连梁箍筋是全长加密，而框架梁箍筋仅在梁端一定范围内加密。
（3）顶层连梁纵筋伸入墙体的长度范围内，应配置箍筋，间距不大于150 mm，直径与连梁箍筋直径相同。
（4）墙体水平分布筋在连梁高度范围内作为连梁腰筋拉通配置。连梁高度大于700 mm时，腰筋直径不应小于10 mm，间距不应大于200 mm；跨高比不大于2.5的连梁，腰筋配筋率不应小于0.3%。
（5）在布置楼面主梁时，应避免楼面主梁支承在连梁上。因为连梁刚度较弱，其抗扭刚度对主梁起不到固结约束作用，且抵抗扭矩不足；同时连梁的破坏会导致主梁的破坏。当楼面
主梁支承在连梁上时，可将主梁端部设为铰接，并适当加大连梁的配筋及构造。
（6）对于跨高比大于5的连梁，其内力分布与一般框架梁相似。梁跨度大，线刚度小，竖向荷载所占的比例较大，配筋由竖向荷载控制。此类连梁应按框架梁的要求设计，根据计算结果连梁底筋贯通配置，梁顶部纵筋不必全部拉通，梁顶除部分贯通筋外，可在支座部位附加。箍筋可按框架梁的抗震构造要求，仅在梁端一定范围加密。
4结束语
总之，高层建筑剪力墙连梁的设计受很多因素的制约，当连梁出现超筋时，应依据规范的要求，对连梁进行调整，并应注意相应的适用条件及带来的相关影响，同时应保证连梁的构造要求。因此，设计时要把各方面因素统一协调，以取得比较理想的结果。
参考文献
1 聂松涛、张健.高层建筑连梁设计的探讨［J］.沈阳大学学报，2002（12）
High－rise Building Structure Design of Shear Wall Coupling Beams
Xu Lihao
Abstract: The coupling beams generally have a small span, a large cross－section; and stiffness of coupling beams connected to the wall is so big and so on, but even in the construction Liang Chao tendons prone situation. To this end, the author analyzes the coupling beam design requirements, Liang Chao elaborated with reinforced coupling beams of processing and structural measures to ensure the overall safety of even the beam structure.
Key words: high－rise building; liang tendon; design requirements; construction measures