高层建筑剪力墙中连梁设计建议和配筋计算
浅谈剪力墙结构中的连梁设计
浅谈剪力墙结构中的连梁设计本文介绍了连梁（两端与剪力墙在平面内相连的梁）的定义、受力机理，给出了连梁的设计建议，及连梁抗剪、配筋等超限的解决措施，供设计人员参考。
标签：连梁;剪力墙结构;延性在剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢，在墙肢平面内相连的梁称之为连梁。
连梁一般具有如下特点：跨度短、截面高，而与连梁相连的剪力墙刚度又很大等。
一般在风荷载和地震水平力作用下，连梁的内力常常很大。
在进行位移计算时，连梁刚度一般不折减，但在内力计算，如配筋计算中，一般对连梁进行刚度折减。
连梁是与剪力墙连为一体，使两端剪力墙连为一体受力的构件。
一般情况下，连梁可根据跨高比（ln/hb）分为深连梁（ln/hb≤1.5）、强连梁（1.5<ln/hb≤2.5）、连梁（2.5<ln/hb≤5）和弱连梁（ln/hb≥5），ln为连梁净跨，hb 为连梁高度。
连梁截面高度一般不宜小于400mm，当截面小于400mm高时，应判定为弱连梁[2]。
一、连梁的受力机理剪力墙连梁是主要的抗震耗能构件。
连梁与框架梁一样，既承受由楼面传来的竖向荷载与风荷载或地震作用的水平荷载，但与框架梁不同的是，竖向荷载对连梁的破坏形态仅起次要作用，当剪力墙在风、地震等水平荷载作用下，墙肢产生侧移、发生弯曲变形时，连梁由于受到两端墙肢的约束而产生相应的弯矩及剪力，反过来连梁对两端的墙肢的约束作用减小了墙肢的内力和变形。
剪力墙弯曲变形越大，在连梁内产生的内力就越大。
在高层建筑中，一般中间楼层的层间位移角较大，这些楼层的连梁内力一般比较大。
而连梁的刚度越大，则受到的约束作用就越强，产生的约束弯矩及剪力也越大。
在地震荷载反复作用下，连梁两端会产生斜裂缝，产生塑性铰，使结构刚度减弱，变形增大，从而吸收大量的地震能量。
连梁两端的塑性铰还会继续传递弯矩和剪力，对墙肢还有一定的约束效果，使剪力墙能够维持够多的刚度和强度。
在这个过程中，连梁起到了耗能效果，降低了墙肢的内力，减慢了墙肢的屈服，使得结构具有良好的抗震性能。
高层剪力墙中连梁设计
１ 连梁 的工 作 和破 坏机 理
这一过程 中 ， 连梁起 到了一种耗能 的作 用 ， 对减 少墙肢 内力 ， 延缓
连梁 的裂缝会 在风荷载和地震 荷 载作用 下 ， 力 墙墙肢 产生 弯 曲变 形 ， 剪 使 墙肢屈服有着重要 的作用 。但在 地震反 复作用下 ， 不 ， 而使 连梁产生 内力 。同时 ， 从 连梁端部 的弯矩 、 剪
梁端会 出现垂直裂缝 ， 受拉 区会 出现微 裂缝 ， 震作 用下 会 出 应该保证不发生剪切 破坏 ， 在地 也就是要 求墙肢 和连梁 的设计 符合强
同时要求 连梁 的屈 服要 早于墙 肢 的屈服 ， 而且 要 现交叉 裂缝 ， 并形 成塑性 铰 ， 构 刚度 降低 ， 结 变形 加大 ， 从而 吸收 剪 弱弯的原则 ， 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 求 墙肢和连梁具有 良好 的延性 。 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。在 因此 ， 实际工程 中要使连梁设计满足强剪 弱弯 的原则 ， 在 设计
力和轴力又反过来约束 了墙肢 的内力和变形 ， 了墙肢 的受 力 ２ 连 梁 设计 改善 在墙肢和连梁 的协 同工作 中 ， 剪力墙应 该具有足够 的刚度 和 状态 。高层建筑剪力墙 中的连梁 在水 平荷载 作用 下 的破 坏可 分
两种 ， 即脆性破坏 （ 剪切破坏 ） 和延性 破坏 （ 曲破坏 ） 弯 。连梁在 发 强度 。在正 常的使用荷载和风荷载作 用下 ， 结构应处 于弹性工作
大 ， 范围约为跨 度的 １４ ／ ， 议在此 范 围内适 当加 强抗 扭 其 ／ ～１５ 建
措施。
浅谈剪力墙连梁的剪压比和配筋率
配置箍筋的作 用就减Ｉ 了。 Ｊ 、 作 用，其承 受弯距和剪力的状态下不能 出现裂缝 ；在 中震作 用 比较 大情 况下 ， 从以上分析可知 ， 在普通 配筋的连梁中 ， 改善弯曲屈服后剪 下 ， 梁 应 当首 先 出 现 弯 曲 屈服 ， 散 地 震 能 量 ： 大 震 作 用 下 ， 连 耗 在
二 、 通 配 筋 连 梁 最 大 、 小 配 筋 率 普 最
１ 跨 高 比较 小 的 连 梁 竖 向 荷 载 的影 响 较 小 ， 端 同 向 弯 距 、 两 影 响 较 大 如 图 ２ ：
Ｖ
＾
连梁延性与剪压 比、 配箍率关系
— —
延性 ；Ｕ 一 连梁破坏荷载 （ Ｖ＿ ＿ 剪力 ）Ｖｎ ；。——连梁抗
图 ２
剪承载 力 （ 砼和 箍筋 共 同的抵 抗力 ）
图 １
广东科技 ２ ０ 总第 １ ６期 ０６ ７ ５
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学 界 Ｉ技交 应 科用 研与流 究
按 照强剪 弱弯设计时 ，ｂ （ ＬＭｂ Ｌ＋ Ｇ 通 常连 梁是 小配筋率要 求计算支座受弯配筋 。 Ｖ＝ ＭＤ ｎＶ ｂ， ＋ ） ／ 依据 高规表 ６３２ １可知， ．． — 抗 －％和 （ ｆＩ／ ８ ｆ％之中 ０ ， ） 对称配筋 ， 即上 、 受 弯钢 筋 相 同 ， 略 连 梁 在 竖 向荷 载 下 的 剪 震等级为一级时支座受弯最小配筋率取 ０４ 下 忽
力 ， 公 式 可 近似 为 ： 则 Ｖ＝ ＬＬ＝ Ａ ｆｈ０ａ） Ｌ Ａｆ ＃Ｌ ｂ２ Ｍｂ Ｌ２ ｓ ｂ ／ 一 ／Ｌ一２ ｓｈ Ｌ ｙ （ ３） 大值
就 是 控 制 连 梁 受 弯配 筋 ， 后 导 出 剪 力墙 连 梁 普 通 配 筋 的最 大 、 小 配 筋 率 。 最 最 关键 词 ： 梁 连 剪压比 配 筋 率
剪力墙钢筋计算规则
剪力墙钢筋计算规则剪力墙是多层多柱体结构建筑中常用的承重构造之一，它通过抵抗水平地震力和风力来保证建筑的稳定性和安全性。
钢筋在剪力墙中起到承受和分散剪力的作用，因此在剪力墙的设计中需要进行钢筋计算。
下面将介绍剪力墙钢筋计算的一般规则。
1.确定设计剪力力度在进行剪力墙钢筋计算之前，首先需要确定设计剪力力度。
根据结构设计规范的要求，通过结构分析计算得到的剪力力度为设计剪力力度。
2.确定截面尺寸在根据设计剪力力度确定截面尺寸时，需根据实际情况选择截面的尺寸和形状。
一般情况下，剪力墙的截面形状为长方形或矩形。
确定截面尺寸时需考虑构造形式、施工工艺、承载力要求等因素。
3.计算开裂状态下的钢筋面积根据结构设计规范的要求，在已确定截面尺寸的基础上，计算在开裂状态下所需要的钢筋面积。
根据截面尺寸和设计剪力力度，可以采用公式计算出钢筋的总面积。
4.确定最大间距在确定钢筋总面积后，需要进一步确定钢筋的最大间距。
一般情况下，剪力墙的钢筋最大间距应符合结构设计规范的要求。
根据规范的要求和实际情况，确定钢筋的最大间距。
5.计算纵向配筋在已确定钢筋最大间距的基础上，根据钢筋的直径和间距，计算纵向配筋的数量和位置。
应根据结构设计规范的要求，按比例分配钢筋，在截面中布置纵向配筋。
6.计算横向配筋在计算纵向配筋后，还需要进行横向配筋计算。
横向配筋一般采用箍筋或钢筋混凝土搭接筋。
按照结构设计规范的要求，计算箍筋或搭接筋的数量、直径、间距等参数。
7.检查抗剪承载力钢筋配筋的计算完成后，还需对剪力墙的抗剪承载力进行检查。
根据结构设计规范的要求，校核剪力墙的承载力是否满足设计要求。
8.优化调整钢筋配置在初步完成剪力墙钢筋计算后，可以根据实际情况和设计要求对钢筋配置进行优化调整。
通过优化调整，可以提高结构的经济性和施工性。
以上是剪力墙钢筋计算的一般规则。
在实际设计中，还需根据具体的结构形式、工程要求等因素进行详细计算。
同时，还应遵循结构设计规范和相关技术标准，确保剪力墙的安全可靠性。
高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题
高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题摘要:近年来,高层建筑的不断增加,作为高层建筑的一个重要组成部分的连梁剪力墙结构,是墙的应力传递纽带的一个重要环节之间的耦合强度、刚度、延性等特性均会对剪力墙的性能产生直接影响。
本文将针对高层建筑剪力墙结构连梁的合理设计进行探讨。
关键词:高层建筑剪力墙结构连梁设计1 连梁在剪力墙结构中的作用剪力墙中的连梁通常梁高较大,跨度却相对较小,剪力墙结构在高层民用建筑中采用,连梁跨高比小于2.5,有时甚至接近1。
这种连梁的受力性能不同于垂直荷载下的深梁,在水平荷载下其与墙肢相互作用,产生的约束弯矩和剪力在梁的两端方向相反且力较大,可能会使梁产生较大的剪切变形,使之出现斜裂缝;同时,在高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,也会使连梁产生内力。
在结构设计中,即使采取在连梁中部开水平缝;剪力墙洞口宽度增加;对局部内力过大的连梁进行调整;在内力和位移计算梁的刚度降低,降低连梁措施的内在力量,是使梁的截面设计依据与相关的要求非常困难。
较理想的剪力墙极限状态应是:第一次出现在某层连梁两端出现塑性铰,然后逐渐扩展,直到连梁两端壁底前塑性,塑性铰的出现,而其他部分的壁保持弹性,这样对最大限度地发挥结构抗震能力作用明显因此,在设计的剪力墙结构中,增加连梁的延展性是关键,应使其在理想的机构中满足需要,同时,有效增加墙肢底部的承载能力,并对该处的混凝土截面进行足够的约束。
2 高层建筑联肢剪力墙的破坏机理在水平剪力墙高层建筑的耦合作用下,会产生两种破坏模式,即脆性破坏(也被称为剪切破坏)和延性破坏(也称为弯曲破坏)。
常见的联肢剪力墙脆性破坏有两种情况。
一种情况是脆性破坏发生于墙肢。
墙肢由于抗剪的能力不够而发生剪切破坏,导致快速的抗剪承载力的损失,甚至导致结构的突然崩溃,这是设计时必须要加以避免的。
另一方面,即使连梁剪切破坏。
连梁发生剪切破坏会使连梁丧失对联肢剪力墙各墙肢的约束作用,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,联肢剪力墙的各墙肢将成为单片的独立墙,这会极大地降低结构的侧向刚度,使墙肢弯矩加大。
高层建筑剪力墙中连梁设计建议和配筋计算
高层建筑剪力墙中连梁设计建议和配筋计算王 震(西南交通大学 成都610031)摘 要 本文通过对高层建筑剪力墙连梁的工作原理以及在荷载作用下的破坏机理的分析,提出在连梁设计时的建议,并讨论了连梁设计的两种配筋计算。
关键词 高层建筑 连梁 配筋前 言在剪力墙结构和框架!剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱的梁称为连梁。
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。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
此外,高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,会引起连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。
在设计时,即使采取降低连梁内力的各种措施,如:增大剪力墙的洞口宽度;在连梁中部开水平缝;在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减;对局部内力过大层的连梁进行调整等,仍难使连梁的设计符合要求。
基于这种情况,本文将提供连梁设计的几个建议,并且讨论连梁设计时的配筋计算。
1 连梁的工作和破坏机理在风荷载和地震荷载作用下,墙肢产生弯曲变形,使连梁产生转角,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,改善了墙肢的受力状态。
高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。
连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用,将成为单片的独立梁。
这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大,并且进一步增加P ! 效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩),并最终可能导致结构的倒塌。
连梁在发生延性破坏时,梁端会出现垂直裂缝,受拉区会出现微裂缝,在地震作用下会出现交叉裂缝,并形成塑性绞,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。
高层建筑混凝土剪力墙结构连梁设计及超筋处理问题探讨
的地震能量 。由于通过 塑性铰仍 能继 续传递弯矩 和剪力 ， 并
对墙肢起 到一定 的约束 作用 ， 使得剪力墙保 持足够 的刚度 和 强度 。在这一过程 中， 连梁起到 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 的作用 。但 在地震反复作 用 下， 连梁 的裂缝会不断发展 、 加宽 ， 直到混凝土受压破坏 。
仍难使剪力墙 结构连 梁的设计符合要 求， 文章从 分析 剪力墙结构体 系的连 梁工作与破坏机理 ， 并结合工程 实例 ， 出了解决连 梁 提
设 计 超 筋 问题 的措 施 。
［ 关键词］ 剪 力墙结构 连 梁设计
超筋处理
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ａ ｕ ｓｇ ａ ｄ ｖ ｒ ｒ ｉ ｏ ｃ ｄ ｐｒ ｂ ｅ ｅ ｍｅ ｏ ｐｌ ｅ ｍ ｆＣｏ ｒ ｔ ｓ ｕ ｓｏ ｂｏ ｔＤｅ ｉｎ ｎ ｏ ｅ － ｅｎｆ ｒ ｅ ｏ ｌｍ Ｔｒ ａｔ ｎｔｏｆｃ ｕ ｉ ｂ ａ ｏ ｎｃ ｅ ｅ ｎｇ
系进行内力分析与设计 ， 决高层建筑 混凝土剪 力墙结构 连 解 梁设 计及超筋处理 问题已值得我们研究与急待解决重要课题
之一 。
１连 梁 的 工 作和 破 坏 机 理
２合 理 结 构 体 系 的 连 梁设 计
与设计 日渐频繁 。在结构体 系合理 的情况下 ， 即使采取 了降
低连梁内力的多种措施 。但 对局部 内力过大楼层的连梁进行 调整时 ， 仍难使连梁的设计符合要求 ， 对此我 国的设计规范对 此问题没有 明确 的规定 ， 加上 国内外对 连梁模 型实验报道 的 文章也很 少 ， 从而造成不同的设计院 、 同的结构设计师对此 不 类问题理解也不尽相 同。所 以如何高效 、 准确地对 此结构体
ｕ ｅ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｌ ｓｓｏ ｒ ｉｇ ａ ｄ ｆ ｉ ｒ ｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｏ ｐ ｉｇ ｂ ａ ｏ ｈ ｈ ａ ｌ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｓ ｓ ｅ ，ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗｉ ｒ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅａ ａｙ ｉ ｆ ｗｏ ｋ ｎ ｎ ａｌ ｅｍ ｃ ａ ｉｍ ｆｃ ｕ ｌ ｅ ｍ ｆ ｅ ｓ ｅ ｒｗａｌ ｔｕ ｔ ｒ ｙ ｔ ｍ ｕ ｎ ｔ ｏ ｉｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｐ ａ ｔ ｅ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｔ ｎ ｏ ｈ ｖ ｒ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｒ ｂ ｅ ｉ ｏ ｐ ｉｇ ｂ ａ ｄ ｓｇ ． ｎ ｉｅ ｒｎ ｒ ｃ ｉ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｓ ｆ ｒ ｒ ｈ ｏ ｕ ｉ ｆｔ ｅ ｏ ｅ － ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｐ ｏ ｌｍ ｃ ｕ ｌ ｅ ｍ ｅ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｎ Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｔｈ ｈ ａ ｌ ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｏ ｐ ｉｇ ｂ ａ ｄ ｓｇ ｅ ｒｓ ｅ ｓ ｅ ｒｗａｌ ｔ ｕ ｔ ｒ ；ｃ ｕ ｌ ｅ ｍ ｅ ｉ ｎ；ｔｅ ｔ ｎ ｆｏ ｅ — ｒ ｉ ｆ ｒ ｉ ｇ ｎ ｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｖ ｒ ｅｎ ｏ ｃｎ
高层建筑剪力墙连梁设计
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２０ ０ ７年
第 ２卷 ８
第 ６期
高层 建 筑 剪 力墙 连 梁 设计
马 姝蕾
（ 圳 市建筑 设计研 究 总院第三 设计 院 ， 深 深圳 ５ ８ ３ ） １０ １
摘 要 ： 高层剪力墙连 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。 因此 ， 高层结 构设 计
级为 １ ２级 时抗 震墙底 部加 强部 位剪 力设计值 的放 、 大 系数 ， 就是为 了 防止 剪 力墙 早 于 弯 曲破 坏 而 发生 剪切 破坏 。脆性 破坏 的第 ２种情况 是 连梁发生 剪切 破坏 。连梁发 生剪切 破坏会 使联 肢墙各 墙肢丧 失连 梁对 墙肢 的约束作用 。在沿 墙全 高所 有连梁 均发生
抗 震规范里 规定 了连梁截 面 的剪压 比限值 和抗震 等
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２０ 年 ０７
性 要求是 非常高 的 。 因此 ， 设计’ 住 ＿ 高层 建 筑 剪力 墙 时， 必须 十分注意保 证连 梁 的延性要 求 。
高层建筑中连梁配筋计算和构造措施
（ 即弯 曲破 坏 种 。 两
连梁 发 生剪 切破 坏 后 ， 丧 失 了承 载 能 力 ， 沿墙 就 若
（Ｓ ） （） ｂ ） Ａ Ｖ ／Ｓｈ ｏ
４ — ３ —
建筑设计与装饰
１ ． ３ ． ≤２ ５时 Ｖ ≤ （） ｂ １／ （ Ｓ ） Ｓ ｈ ｏ Ａ Ｖ ／（） ｂ ）
２高层建筑中延性连梁的研究情况
的研 究始于 １８ 年 ，清 华大 学 首先对 钢筋 混凝 十 连梁 ９３ 的性 能进 行 了试验 研 究。 目前 ， 内对 小跨 高 比连粱 的 国
破 坏机理 基本 达成共 识 ， 究 重点丰 要在 如何 改 善连 梁 研
国外从 ２ Ｏ世纪 ７ Ｏ年代 开始对 连梁 进 行研 究 ， 内 具 有足够 的延性 ， 国 是设计 人 员应首 先考 虑做到 的 。
平 地震作 用 下 出现 交叉 裂缝 ， 形成 塑性铰 。当连梁 有足
对规 范的规 定及理 解 并结合 工作 实践 ， 谈谈 高层 建筑 中 存在连 梁超 筋和如 何 合理配 筋 的 问题 。
够 延性 时 ，它能通 过塑 性铰 的变形 吸 收大量 地震 能量 。
同时 ， 通过 塑性铰 能 继 续传 递 弯矩 和 剪 力 ， 对墙 肢 起约 束 作用 ， 使墙 肢保 持足够 的 刚度和 强度 。 因此 ， 遵循“ 强 剪 弱弯 ” 的设 计原 则 ， 免连 梁发 生剪切 破坏 ， 避 并使 连梁
广东建材 ２１ 年第 １ ００ ２期
建筑设计与装饰
高层 建筑 中连梁 配筋计算 和构造 措施
肖振 军
摘 要 ：设计时， 即使采取了降低连梁内力的各种措施， 仍无法使连梁的截面设计符合要求。而设
计、 构造 不 当将 会 造 成 结 构 在抵 抗 水 平 力 时 的 强度 、 度 不 符 合 要求 ， 而 影 响承 受 竖 向荷 载 的 能 力 。 刚 进 本 文 针 对 在 高层 建筑 结 构 设 计 【， 连 梁 出现 超筋 的情 况 进 行 分 析 、 论 并 提 相 应 的解 决 方 法 和 建 ｛对 ］ 讨
高层剪力墙中连梁设计和配筋计算的探讨
燕
姜 伯 宵
要］ 本文介绍 国内高层设计（ 百米以下 ） 结构类型 以框 架剪力墙及 纯剪力墙为主 ， 结构 常见以剪力墙受力为主 ， 以墙肢 、 梁 所 连 结构 设计 探 讨
２设 计 的探 讨 ．
设 计 及 配 筋显 得 极 为重 要 ， 高层 建 筑 设 计 中剪 力墙 连 梁 的设 计 和 配筋 进 行 探 讨 。 对
参考文献
［ ］建筑桩基技 术规 范》 Ｇ９— ０８ １《 （ Ｊ４ ２０） Ｊ ［］ ２《 桩基 工程手 册》 ［ ］基桩 质量检 查技 术》 ３《 ［ ］ 孔灌注桩 常见施 工质 量问题及 防治措施》 ４《 钻
高 层 剪 力 墙 巾连 梁 设计 和 配 筋 计 算 的 搽 讨
辽 宁省 城 乡建设 规 划设计 院 申
一
ａ ． 混凝土坍落度按设计要求 ， 粗骨料粒径按 要求控制 ； 严格 确定混 凝土的配合 比， 混凝土应有 良好的和易性和流动性 。 ｈ灌注混凝土前认真进行孔径测量， － 准确算 出全孔及首次混凝土灌
注量 。
ｃ． 边浇筑混凝土边拔导管 ， 时掌握导管埋入深度 ， 随 提升导管要 准 确可靠 ， 并严格遵守操作规程， 避免导管脱离混凝土 面。
［ 关键词 ］ 剪力墙
随着社会 的发展 ， 城市 的扩展空间越来越 向高处 发展 ， 高层 建筑设 计也随之增多 。国内高层没计（ 百米 以下 ） 结构类 型以框架 剪力 墙及纯 剪力墙为主 ， 以上结 构常见 以剪力墙 受力为主 ， 以墙肢 、 而 所 连梁设计 及配筋显得极为重要 ，现对高层建筑设计 中剪力墙 连梁的设计 和配筋 做 如下 探 讨 。 在 剪 力 墙 结 构 和 框 架 一 剪 力 墙 结 构 中 ， 接 墙 肢 与 墙 肢 ， 肢 与框 连 墙 架 柱 的梁 称 为 连 梁 。 连梁一般具有跨度小 、 面大， 截 与连梁相连的墙体 刚度又很大等特 点 。一般在风荷 载和地震荷载 的作用下， 连梁的内力往往很 大。此外 ， 高 层 建筑 中， 由于连梁两端墙 肢的不均匀 压缩， 会引起连梁 两端的竖 向位 移差， 这也将 在连梁 内产生 内力 。 在设计时， 即使采取降低连梁 内力的各 种措施。如 ： 大剪力墙 的 增 洞 口宽度 、 在连梁 中部开水平缝 、 在计算 内力和位 移时对连梁刚度进行 折减 、 对局部 内力过大层 的连粱进行调整 等， 难使连梁 的设计 符合要 仍
剪力墙、柱、板的配筋率
引言概述：剪力墙、柱、板的配筋率是指在结构设计中，对于承受水平力的结构组件，如何合理确定其受剪配筋的比例。
合理的配筋率可以保证结构的抗震性能和承载能力。
本文将从剪力墙、柱和板三个方面详细阐述其配筋率的设计原则和考虑因素。
正文内容：一、剪力墙的配筋率1.剪力墙的作用原理2.剪力墙的设计原则3.剪力墙的配筋率计算方法4.影响剪力墙配筋率的因素5.合理选择剪力墙配筋率的实例二、柱的配筋率1.柱的受压和受拉配筋2.柱的弯曲和剪切配筋3.柱的配筋率计算方法4.影响柱配筋率的因素5.柱的配筋率与使用性能的关系三、板的配筋率1.板的受弯和剪切配筋2.板的受弯钢筋的布置形式3.板的配筋率计算方法4.影响板配筋率的因素5.板的配筋率与变形和开裂控制的关系四、剪力墙、柱、板配筋率的协调设计1.剪力墙、柱、板配筋率的关系和对结构整体性能的影响2.考虑剪力墙、柱、板相互协作的配筋率优化方法3.配筋率的实际应用案例分析4.配筋率的变化对结构性能的影响5.配筋率协调设计的注意事项和常见问题解答五、配筋率优化和未来发展趋势1.配筋率优化的目标和方法2.新材料和技术对配筋率设计的影响3.配筋率与结构轻量化、可持续性设计的关系4.地震和其他自然灾害对配筋率设计的要求5.未来发展趋势和研究方向总结：通过对剪力墙、柱、板的配筋率进行详细阐述，可以发现在结构设计中，配筋率的合理确定对于保证结构的安全、可靠和经济具有重要意义。
在实际设计过程中，需要综合考虑剪力墙、柱、板的受力情况、结构整体性能、变形和开裂控制等多个因素，合理选择配筋率，并根据实际情况进行优化设计。
新材料和技术的应用、地震和其他自然灾害对设计的要求以及结构轻量化和可持续性设计的趋势也将对配筋率的设计提出新的挑战和要求。
因此，配筋率设计的优化和未来发展仍然是一个值得关注和研究的领域。
高层建筑剪力墙中的连梁设计
文献 标 识 码 ： Ａ
１ 概 述
塑性状态 ， 梁可 以 产生 塑性 铰 。根据 抗震 设 计规 范 总则 的要 连
建筑物在 遭受低于 本地 区设 防烈度 的多 遇地震 影 响时 ， 般 一 ， 截面 大 ， 求 ， 当遭受 高于本 地区设 防烈 度的罕遇 与连梁相连 的墙 体 刚度 又 很大 等特 点 。因此 ， 高层 建 筑在 水平 不损坏或不需修复仍 可使用 ， 力、 风荷载和地震荷载的作用下 ， 连梁 的内力往往很 大 。此外 ， 高 层建筑 中 ， 由于连梁两 端墙肢 的不 均匀 压缩 ， 引起连 梁两 端 的 会
连梁 在发生延 性破坏 时可分 为两种 情况 ： ） 梁不 屈服 ， １连 墙 后 ， 地震所产 生 的内力 并 不按 墙厚 增 加 的 比例分 配给 该 片剪 力 肢首先发生弯 曲破 坏 ， 这种 墙在破坏 时的极 限变形较小 ， 因此 ， 对 墙 ， 而是 小于这个 比例 ， 因此 有可能使 连梁的受剪承载力不超限。
高 层 建 筑 剪 力 墙 中 韵 连 梁 设 计
王 志 全
摘 要： 简述 了高层建筑剪力墙 中连 梁的受力特点 ， 对连梁的 内力进行 了分析 ， 研究 了连梁的工作和破坏机理 ， 从连梁刚度 的折减、 梁的跨度和高度 、 连 剪力墙厚度、 混凝土强度等级等方面就连梁的设 计提 出了相关建议 ， 具有一定 的参考价值 。
２ 连 梁 的工作 和破 坏机 理
计算时 ， 就需对 连梁刚度进行折减。一般实际设计中在 ０５ ～１ ．５ 之 高层建筑剪力墙 中 的连 梁在 水平 荷载作 用下 的破 坏可 分两 间取值 ， 以符 合截面设计 的要求 。对 于 以风荷 载为控制 因素的建 种， 即脆性破坏（ 剪切破坏 ） 和延性破 坏 （ 曲破坏 ） 弯 。抗震 规范规 筑中 ， 为了避 免连梁在 使用 荷载作 用 下裂缝 开展 过大 ， 刚度 折减 定了连梁截 面的剪压 比限值 和抗震 等级为 一级 、 二级时连 梁端部 系数应 取较 大值 。此外 ， 按照 高规 的规定 ， 计算竖 向荷载作 用 在 剪力设计值 的调整 系数 ， 也是为 了防止连 梁早 于弯曲破坏 发生剪 下的 内力时 ， 对已经考虑 了调 幅的连 梁 ， 不应再考虑刚度折减 。 ２ ￣ 大连梁跨度减 少高度 ： ）１ １ 在连 梁设计 中 ， 刚度 折减后 ， 可 仍 梁 产生转角 ， 而使连梁 产生 内力 。同 时连 梁端 部 的弯 矩 、 从 剪力 能发生连梁正截面受弯 承载 力或斜截 面受剪承载力 不足的情况 ， 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 这时可 以增加洞 口的宽 度 ， 以减 少连梁 刚度 。减 少 了结构 的整 体 约束作用 ， 改善了墙肢的受力状态 。 刚度 ， 也就减少 了地震作用 的影响， 使连梁 的承载力有可能不超限。 连梁在发生脆性 破坏 时 ， 丧失 了承 载力 ， 沿墙全 高所 有 如果 只是部分连梁超筋或超限， 就 在 则可采取调整连 梁 内力来解 决。调 连梁均发生剪切破坏 时 ， 各墙 肢丧 失了连 梁对 它 的约束 作用 ， 将 整的幅度不宜大于 ２ ％， ０ 且连梁必须满 足“ 强剪弱弯” 的要求 。 成为单片 的独立 梁。这 会使 结 构 的侧 向刚 度大 大 降低 ， 变形 加 ３ 增 加剪力 墙厚度 ： ） 亦即 增加 连梁 的截面 宽度 ， 结果一 方 其 大， 墙肢 弯矩加大 ， 并且进一步增加 Ｐ △效应 （ 向荷载 由于水 面由于结构整体刚度 加大 ， 震作 用产 生 的内力增 加 ， 一 竖 地 另一方 面 平位移而产生 的附加弯矩 ）并最终 可能导致 结构的倒塌 。 ， 连梁 的受剪承载力 与宽 度 的增加成 正 比。由于该 片墙厚 增加 以
剪力墙钢筋计算详解
剪力墙钢筋计算详解1、暗柱钢筋计算（1）（A）纵筋长度计算：中间层：采用绑扎连接时，长度=层高+1.2Lae，采用机械连接（如直螺纹套筒）时，长度=层高-500+500（B）顶层：采用绑扎连接时，长度=层高-500-板厚+Lae采用机械连接（如直螺纹套筒）时，长度=层高-500-板厚+Lae（C）纵筋根数：按图数（D）箍筋计算：(梁宽 + 梁高 - 4 * 保护层) * 2 + 11.9*d*2+8*d （E）拉筋长度：墙厚-保护层*2+2d+1.9d*2+max（75，10d）*2根数：层高/拉筋间距+1（端柱同暗柱）（2）剪力墙中的暗梁；暗梁纵筋长度=暗梁净长+两端锚固：（3）箍筋长度=暗梁宽+暗梁高）*2-8*保护层+8*d+2*11.9*d；箍筋根数=暗梁净长/间距+1（4）剪力墙中的连梁连梁纵筋长度＝洞口宽+左右两边锚固max(Lae，600)中间层连梁箍筋根数＝（洞口宽－50*2）/箍筋配置间距+1顶层连梁箍筋根数（两端为直锚时）＝（洞口宽－50*2/箍筋配置间距+1）+(连梁锚固直段长－100/150+1)*2连梁箍筋的长度＝(梁宽 + 梁高 - 4 * 保护层) * 2 + 11.9*d*2+8*d （5）拉筋长度= 梁宽-保护层+2*11.9*d+2*d；根数=排数*（（洞口宽-100）/间距）2、墙身水平钢筋(墙端为暗柱)外侧钢筋＝墙长-保护层；内侧钢筋＝墙长-保护层+15d根数：层高/间距+1（暗梁、连梁墙身水平筋照设）墙身水平钢筋（墙端为端柱）外侧钢筋＝墙长-保护层；内侧钢筋＝墙净长+锚固长度（弯锚、直锚）根数＝层高/间距+1（暗梁、连梁内水平筋照设墙身纵筋计算基础插筋=弯折长度a+锚固竖直长度h1+搭接长度1.2LaE或非连接区500中间层纵筋=层高+搭接长度1.2LaE或非连接区500顶层纵筋=层高-板厚+锚固根数=（墙净长（墙长-暗柱截面长）-2*s/2）/间距3、墙身垂直钢筋（1）墙身竖向分布钢筋根数＝墙身净长-1个竖向间距s/2（或2*50）/竖向布置间距+1墙身垂直分布筋是从暗柱或端柱边开始布置（2）遇有洞口时，需要分段计算根数墙梁钢筋与墙身钢筋的关系当设计未注明时，侧面构造纵筋同剪力墙水平分布筋；拉筋直径：当梁宽≤ 350时为6mm，梁宽>350时为8mm，拉筋间距为两倍箍筋间距；当连梁截面高度>700时，侧面纵向构造钢筋直径应≥10mm，间距应≤200。
高层建筑中的连梁设计
梁发生剪切破坏会使剪力墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。 在沿墙全高 所 有 连梁 均 发 生剪 切 破 坏 时 ， 剪 力墙 的各 墙 肢 将成 为 单 片 的悬 臂 墙 ， 这 会 使 结构的侧 向刚度大大降低， 墙肢弯矩加大 ， 并且进一步造成Ｐ 一 △效应 （ 竖向荷 载 由 于结 构 的水 平位 移 而产 生 的附 加弯 矩 ） 。抗震 规 范 里 规定 了 连梁 截 面 的 剪压比限值和抗震等级为一 、 二级时连梁端部剪力设计值的调整系数 ， 也是 为 了 防止 连 梁 早 于弯 曲破 坏 发 生 剪切 破 坏 。 与第 一 种 墙 肢 发生 剪 切 破 坏 相
载力 不超 限。
２ ． ４提高混凝土等级。 混凝土等级提高后， 结构的地震作用影响增加的比
例远 小 于 混凝 土 受剪 承 载 力提 高 的比例 ，有 可 能使 连 梁 的受 剪 承 载力 不 超
限。
２ ． ５地震区高层建筑的剪力墙连梁 ， 在进行了上述调整后 ， 仍有部分不符
合承 载力 要 求时 ， 可取 连 梁截 面 的最大 剪 压 比限值 确定 剪 力 。 然 后按 “ 强剪 弱 弯” 的要求 ， 配置 相应 的纵 向钢筋 。此时 ， 如果 不 能保 证 连梁 在 大震 时 的延 性
Ｏ ． ５ Ｏ 一１ 之 间取 值 ， 以符 合截 面设 计 的要 求 。 ２ ． ２ 增 加洞 口宽度 、 减 少 连梁 高 度 。 在 连 梁设 计 中 ， 刚度 折 减后 ， 仍 可 能发 生 连梁 正截 面受 弯 承载 力 或斜 截面 受剪 承 载力 不够 的情况 ， 刚 度 。 降 低 了连梁 的刚度 ， 也就 减少 了地震 作用 力 对其
高层建筑剪力墙结构连梁设计及超筋处理分析
高层建筑剪力墙结构连梁设计及超筋处理分析【摘要】高层建筑中剪力墙连梁结构的应用非常广泛，由于连梁设计模型的种类繁多，在满足合理的设计要求下，对于剪力墙结构连梁设计的标准很高。
我国针对连梁设计的规范标准不一，本文通过对剪力墙连梁结构做出简要的分析，并且在连梁的结构设计上提出几点建议，针对连梁结构容易出现的超筋现象进行一系列的原因分析，进而采取适当的措施来改善和解决超筋问题。
【关键词】高层建筑剪力墙连梁设计超筋处理引言随着我国在城市建设发展的速度越来越迅猛，在城市建设中城市人口密度过大，各大城市的建筑都开始朝着高层、超高层发展。
由此可见，高层建筑在近几年来的发展前景极为广阔，同时对于高层建筑在结构上的创新和质量上也提出更高的要求。
1 高层建筑剪力墙连梁结构的简易分析：在高层建筑中，连梁作为连接剪力墙墙肢与墙肢或框架柱之间的重要结构（图1），其主要功能是将墙与墙或墙与框架柱之间连接起来相互传力，使其分离的构件整体工作，对其材料要求有一定的刚度，一般具有跨度较小、横截面较大，且连梁两端与剪力墙的跨高比一般具有小于5的特点。
若连梁的跨高比不足5，则在竖向荷载下的弯矩比例过小，水平载荷对其产生的形变表现的十分敏感；若连梁的跨高比超过5，则竖向弯矩比例过大，但由于其刚度达不到一定标准，表现为不能实现传力作用，对于跨高比超过5的连梁应按照框架梁结构设计。
2 高层建筑剪力墙结构连梁设计：根据剪力墙连梁的结构分析，为了保证其在正常的使用荷载和风荷载作用下，剪力墙在刚度和强度两方面应满足一定的要求，连梁结构在正常工作状态下需保持弹性，避免出现塑性铰现象。
在国家抗震设计规范要求中，发生地震时能保持弹塑性状态，连梁可以产生塑性铰，建筑在遭受低于当地设防地震强度时，不会造成太大损坏或不需修复便可继续使用；在遭受高于当地设防地震强度影响时，不会发生坍塌或者发生严重危害的破坏。
因此在连梁设计中重点强调要满足强剪弱弯的规范，并且对墙肢和连梁的延性具有更高的要求，在实际的建筑工程中就必须要求配筋率达到4.6%以上。
高层建筑剪力墙中连梁设计建议和配筋计算
Ｌ ＡＮＧ ｈ ｎ ｈ ａ Ｉ Ｚ ｏｇＨ
（ ｕｎｄｎ ｏｍｒｎ ｅ ｒｈｔ ｔｒｌ ｅｉｎＣ ．Ｌｄ， ｕｎｚｏ １０ ０ Ｇ ａｇｏｇ ｏ ｅｄｒ ｃｉｃｕａ ｓ ｏ，ｔ．Ｇ ａｇｈｕ５０ ０） Ｚ Ａ ｅ Ｄ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｒ ｃ ｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ａ ｌ ｕ ｌ ｉ ｇ ｓ ｅ ｒ ｇｆ ｒ ｅ ｗ ｌ ｉ ｔ ｌ ｅ ｍ＇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｒ ｓｗｅｌａ ｎ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｓａ ｔ ｌ ｈ ｏ ｇ ｔ ｌ ｂ ｉ ｎ ｈ ａ ｉ ｃ ａ ｎ ｅ ａ ｓ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｉ ｏ ｄ ｎ ｏ ｌ ｌ ｂ ｗｏ ｋ ａ ｌ ｓ ｕ ｄ ｒ ｌａ ｕ ｃ ｉｎ ｄ ｓｒ ｃ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｍｉ ｕ ｅ ｒ ｐ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ｅ ｍ ｅ ｉｎ ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ Ａｎ ｉｃ ｓ ｅ ｉ ｄ ｏ ｄｆ ｎ ｔ ｅ ｔ ｔ ｃ ａ ｉ ｏ ｕ ｏ ｍ ｎ ｔ ，ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｌ ｔ ｌ ａ ｄ ｓｇ ｕ ｇ ｓｉ ． ｄ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｋ ｎ ｓ ｉ ｂ ｏ ｗｏ ｗ ｉ ｈ ｌ ｔｌ ｅ ｍ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｅｎ ｏ ｃ ｍｅ ｔ ｏ ｕ ａ ｉｎ ｈ ｃ ｎ ｅ ａ ｄ ｓ ｅ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｎ ｍｐ ｔ ｔ ． ｉ ｂ ｇ ｏ ｃ ｏ
内力 过 大 层 的 连梁 进 行 调 整 等 ，仍难 使 连 梁 的设
计符合要求。基于这种情况 ，本 文将提供连梁设
计 的几 个建议 ，并且讨 论 连梁设 计 时 的配筋 计算 。
会 出现垂 直裂 缝 ，受 拉 区会 出现 微 裂 缝 ，在 地 震 作 用 下会 出 现交 叉 裂 缝 ，并 形 成 塑性 绞 ，结 构 刚 度 降低 ，变形 加 大 ，从 而 吸 收 大 量 的 地 震 能 量 ，
高层建筑混凝土剪力墙连梁设计实例分析
高层建筑混凝土剪力墙连梁设计实例分析连梁通常根据“小震弹性，中震屈服，大震破坏”的基本设计原则，作为抗震墙第一道防线。
结构计算中，按“强剪弱弯”原则使连梁端出现塑性铰，以耗散地震能量；按“强墙肢弱连梁”原则使连梁屈服先于墙肢，且使墙肢形成多铰机构而具有较大延性。
因此合理设计的连梁对于改善剪力墙有重要的作用。
1 连梁的结构定义《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第7.1.3条文说明指出，连梁是指两端与剪力墙在平面内相连的梁。
2 连梁受力和变形在高层混凝土剪力墙结构体系中，连梁计算的调整比较频繁，跨度一般都比较小。
和普通框架梁的受力特点上的明显区别是：1）竖向荷载下连梁产生的弯矩和剪力一般较小，而在水平地震作用下剪力墙墙肢产生变形，连梁梁端产生相对转动，使得连梁产生弯矩和剪力；2）连梁端部的弯矩、剪力和轴力反作用于墙肢，使墙肢、连梁形成共同作用，减少了墙肢的内力和变形，对墙肢起到了一定的约束作用，改善了墙肢的受力状态。
3 实例分析《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）中第7.1.3条规定“跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计”，故这类连梁宜按框架梁输入计算，并且可称这类梁为弱连梁。
《全国民用建筑工程设计技术措施结构（混凝土结构）》（2009年版）第5.1.14条将跨高比不大于2.5且梁高不小于400mm的连梁称为“较强连梁”（简称为强连梁）。
故本文将连梁分为三大类：强连梁（跨高比≤2.5且梁高>400mm的连梁）、连梁（2.5<跨高比<5的连梁）、弱连梁（跨高比≥5的连梁）。
连梁一般情况下截面大、跨度小，且与其相连的墙体刚度大，因此在水平力作用下连梁内力往往很大，特别是抗震设防烈度较高时，连梁容易出现超筋现象。
高规和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）等给出了一些处理方法：1.减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施；2.剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅（在内力计算前将连梁刚度进行折减）；3.跨高比较小的连梁，可设水平缝形成双连梁，使其破坏形态从剪切破坏变为弯曲破坏；4.当连梁截面宽度大于250mm跨高比不大于2.5时可采用交叉斜筋配筋，当连梁截面宽度不小于400mm时可采用集中对角斜筋配筋或对角暗撑配筋，可以改善其抗剪性能。
讨论高层建筑剪力墙中连梁设计的几个问题
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个 讨论高层建筑剪力墙 中连梁设计的几 问
于 永江 ’ 李 亚 东
（、 １佳木斯 大成建筑有限公 司， 黑龙江 佳木斯 １４ ０ ２ 佳木斯恒远建设 集团有 限公 司， ５００ 、 黑龙 江 佳木斯 １４０ ） ５ ０ ０
摘 要： 与剪力墙相连的粱称为连粱。连粱一般具有跨 度小、 截面大， 粱相连的墙体刖度又很 大等特点。因此 ， 高屋建筑的水平力作用下， 与连 在 连 粱的内力往往很 大。 设计时， 即使采取 了降低连粱 内力的各种措施 ， 加 大剪力墙的洞 口宽度 ； 粱中部开水平缝 ； 如： 在连 在计算 内力和位移时对连粱的刚 度进行折减等 ， 仍无法使连 粱的截面设计符合要求。由于设计规范对此没有明确规定 ， 因此 ， 设计时感到无所适从。 而设计 、 构造的不发将会造成结构在 抵抗水平力时的强度 、 刚度不符合要 求， 进而影响承受竖向荷栽的能力。现将讨论高屋建筑剪力墙 中连粱设计的几个问题 。 并提 出相应的设计建议。
关键词 ： 高层建筑； 剪力墙 ； 连粱设计 平衡条件 。经高速的连梁弯矩设计值 的 ８ ％。” ０ １ 联肢墙在水平力作用下 的破坏机制 钢筋混凝 土的破坏可分为脆性破坏 和延性破坏两种。高 屋建筑联肢 首先 ， 连梁弯矩设计值是竖向和水平两部分荷载所产生的内力的。竖 墙在水平力作用下的破坏同样可以分为脆性破坏（ 即剪切破坏 ） 性破 向荷 载产生的弯矩 已通过负弯矩的调整幅进行 了调整。而且 ， 和延 竖向荷载作 用下连梁的负弯矩也不能通过提高其他构件 的弯矩来调整。因此， 此处所 坏（ 即弯 曲破 坏 ） 种 。 两 联肢墙的脆性破坏 ，又可分为两种情况 。一种是脆性破坏发生于墙 说的弯矩调整不应该包括竖向荷载产生的弯矩在内。 肢。 墙肢由于抗 剪能力不够而发生剪切破坏， 会使剪力墙很快丧失承载能 其次 ， 之所 以允许对连梁的弯矩进行调整 ， 是建立在连梁受弯达一定 力， 甚至造成结构的突然倒塌。这是设计所应该绝对避免的 。脆性破坏的 程度时就会屈服。在 已经对连梁的刚度进行 了折减后 ，再对弯矩进行调 第二种情况是连梁发生剪切破坏 。 连梁发生剪切破坏时 ， 联肢墙的各墙 肢 整， 势必使连梁的塑性铰提前发展 。因此 ， 对连梁的刚度 已经充分折减时， 当为风荷载控制时 ， 在对连梁刚度进行折减 将成为单 片的独立墙 。这会使结构 的侧 向刚度大大降低 ， 墙肢弯矩加大 。 弯矩 的调整不宜过大 。同样 ， 但是 ， 和第一种墙肢发生剪切破坏相 比， 连梁发生剪切破坏时结构尚未丧 后 ， 连梁的弯矩设计值不宜再进行调整。 在进行塑性 内力重分布地 ， 平衡条件是必须要满足的 。 但用提高其他 失承载能力 ， 在墙肢破坏前 ， 只要所考虑的连 梁不承担圈套的竖 向荷载 ， 部位连梁的栾矩来满足平衡 条件是否合理 ， 值得考虑。假定除超筋的那些 还不会造成结构的倒塌 。 其他所有的连粱和墙肢均未产生塑性铰。则 由于墙肢一般有相 当 联肢墙 的延性破坏 。 也可分为两种情况。一种是连梁不屈服 ， 墙肢首 连梁外 。 先发生变曲破坏 。这种墙在破坏时的极限变形较小。因此 ， 对有抗震设防 大的抗弯刚度 ， 内力的重分布将 由墙肢承担较大 的比例。只有当墙肢屈服 要求的建筑来说 ， 它虽然是一种延性破坏 ， 吸收地震能量的能力是较低 了， 但 全部不平衡弯矩才会通过墙肢 的轴力向上下层的连梁转移 ， 而墙肢的 的。设计 中应避免这种情况的发生 。延性破坏的第二种是连粱先屈服， 最 屈服一般晚于连梁的屈服 。因此 ， 不应简单地将不平衡弯矩 向连梁转移。 连梁 弯矩 的增加是伴随着剪力同时啬的。因此 ， 在增大连梁的弯矩 后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时 ， 它能通过塑性铰仍能传递弯矩 同时 ， 和剪力 ， 对墙肢起到一定 的约束作用 ， 使联肢墙保持 足够 的刚度 和强度。 设计值时， 也应同时啬连梁 的剪力设计值。 这是设计时应首先考虑傲到的。为了保证联肢墙的延性要求 ，， ｘ ￣粱的延 － ｌ 此外 ， 由于连梁的跨 高比一般来说 比较小 ， 因此 ， 在连梁抗弯 达到最 性要求是非常高 的。因此， 在设计高层建筑剪力墙时 ， 须十分注意保证 大承载能力而产生塑性铰之前 ，连梁可能承受很大的剪应力而超过其最 必 大抗剪 承载能力。但 《 高规》 中并未提 到如发生部分连粱抗剪承载能力不 连 梁 的延 性 要求 。 ２ 连梁设计中几个问题 够时的处理办法。因此， 当发生连梁载面抗剪承载能力不够时 ， 应该按照 下面对设计连梁时为了降低内力或解决截面设计方 面可能采取的几 “ 强剪弱弯 ” 的原则， 反算 出连梁的弯矩 ， 以此作为连粱的最大弯矩进 行调 个 措施 进 行｛ 。 寸沦 整， 同样 ， 调整的幅度也不宜超过 ２ ％。否则应考虑采取其他措施来降低 ０ ２１ 关于连梁刚度的折减。 ． 连梁由于跨高比小 、 与之相连的墙肢刚度大等 连梁 的内力。 原因， 在水平力作用下的内力往往很大， 设计时难 以解决。《 钢筋混凝土 高 ３ 设 计 中 的几 点 建 议 层建筑结构设计 的第 ４ ．条规定：在内力与位移计算 中， ．７ １ “ 所有构件均可 综上提出高层建筑剪力墙连梁设计的建议如下 ： 采用弹性 刚度 ， 在框架—— 剪力结构 ， 梁的刚度可予以折减 ， 连 折减系数 １在 内力和位移计算 时 ， 区别竖 向荷 载作用下和水平荷载作用下 ） 要 不应小于 Ｏ ５ 。 ． ” ５ 两种不 同情况。在竖 向荷载作用下 ， 连梁的刚度 不宜折减 ， 连支座弯矩的 由于《 高规》 中没有明确说 明考虑抗 震和不考虑抗 震时的取值范围 。 降低可通过支座弯矩调幅来解决。在水平荷载作用下 ， 连梁的刚度不宜折 也没有说明所考虑的连梁是以承受水平荷 载为主还是竖向荷载为主的不 减 ， 连支座 弯矩 的降低可通过支座弯矩调幅画解决。在水平荷载作用下 ， 同情况。因此 ， 有的设计者为 了解决连梁截面设 计问题 ， 就在 ｌ ． 的范 连梁的刚度可以折减。当风茶载作用时 ， 加５ ５ 折减 系数不宜小于 ０８ ．。当地震作 围内任意取值 ， 以符合截面设计的要求。 用时 ， 折减系数不应小于 ０５ 。 ．５ 应该认为 。 以考虑对连梁 的刚度进行折减 ， 由于在侧 向荷载作用 所 是 ２ 对于由风荷载控制的高层建筑 ， ） 如果对连梁采取了刚度折减后 ， 仍 下， 混凝土的开裂引起了剐度的降低 。在地震作用下 ， 连梁裂缝开展和塑 发生连 梁的正载面受 弯承载能力或斜 载面受剪承载能力不够时 ，不宜再 性变形比在风荷载作用下更大 ， ， 因此 刚度降低的更 多。 但是 ， 刚度折减得 调整连梁的内力。而应采取啬剪力墙的厚度 ，即啬连粱载面的宽度 ，以 愈多 ， 即取用的折减 系数愈小 ， 亦 意味着设计荷 载作用下裂缝开展得 愈 提高连梁的载面承载能力 ；增加剪力数量 ，以减少每 片剪力墙承担 的水 大 。在超载时 ， 如发生强大的阵风或地震烈度超过多遇地震烈度时 ， 塑性 平力 ；加大洞 口，以增加连梁的跨度减小连梁载面高度或在连梁 中部开 铰也会 出现得更早。这就要求更加注意加强连梁的延性和使连梁符合“ 强 水平缝等 ，以降低连粱的刚度等方法 ，使连梁的内力符合截面设计 的要
浅析剪力墙连梁在高层建筑中的设计方法
三、 高层 建筑 剪力 墙连梁 设计 方 法
根据 以上 思路 ， 主 要从 剪 力 墙 连梁 厚 度 和 配筋 的设 计 、 剪力 墙 结 构 的 超 长设计 两 个方 面 进行 分 析 。
３ ． １ 对 剪 力墙连 梁厚度 和 配 筋的设 计
对 于 剪力 墙 结 构 的配 筋问 题 ， 相 关规 范 也有 比较 明确 的 规定 ， ｔ ｇ ￣ ｔ ｌ ， 在 能 抵御一 、 二、 三 级 地震 的剪 力墙 结 构 中 ， 竖 向和 水 平 分 布 的筋 ， 其 配筋 率 是 不
在设 计 的过 程 中 ， 要尽 量 增 加剪 力 墙 的 厚度 ， 因为 剪 力 墙厚 度 的增 加 不
能小于０ ． ２ ５ ％的 ，对于其它剪力墙底部加强部位来说 ，其配筋率也不应小于 仅可以增强结构整体的抗震作用 ， 而且还能在很大程度上增加连梁 的承载能 ０ ． ３ ％。与８ ０ 年代初的我国以及 国外同时期的配筋率相比， 这些规定明显又将 力 ， 使其承载能力不受限制 。同时还必须遵循有关 的规范对连梁厚度设计 的 并根据实际情况进行剪力墙厚度 的适度增加与减少。对于配筋的设计 配筋率提高了一个层次 。对于配筋 问题 ， 我们主要从墙 的水平分布筋和墙的 要求 ， 竖 向 分 布筋 两个 方 面来 进 行解 释 。首先 ， 墙 的水 平分 布筋 。墙的 水平 分 布筋 ， 来说 ， 当建筑物较高较长时配筋应该适 当的增加 ， 特别是在一些 比较敏感的
越大 ， 剪力墙连梁 的裂缝就会越大； 最后 ， 混凝土的质量因素 。 随着市场对混 凝土的需求量不断增加 ，其质量却在不断下降 ，目前在混凝土的构成成分 中， 水 泥 的 用量 不 断 增 加 ， 这 样 一来 很 容易 就 造 成 混 凝 土 收缩 量 的增 大 ， 进 而如 混凝 土 的 收缩 量 因素 中所 提 及 的 ， 使 剪 力 墙连 梁 出现 裂缝 。可 以 说 ， 现 在很多的剪力墙连梁出现的裂缝应该都与混凝土质量的不断下降是有着密切 关 系 的。 针 对 剪力 墙连 梁 在高 层建 筑设 计 中 出现 的这 些 问题 ， 我 们 可 以提 出一 些 具 有参 考 价值 的对 策 和方 法 ， 以更好 的解 决这 些 问题 。
连梁的配筋构造的要求分析
连梁的配筋构造的要求分析
1、连梁顶面、底面纵向水平钢筋伸入墙肢的长度，抗震设计时不应小于laE，非抗震设计时不应小于la，且均不应小于600mm。
2、抗震设计时，沿连梁全长箍筋的构造应符合框架梁梁端箍筋加密区的箍筋构造要求；非抗震设计时，沿连梁全长的箍筋直径不应小于6mm，间距不应大于150mm。
3、顶层连梁纵向水平钢筋伸入墙肢的长度范围内应配置箍筋，其间距不应大于150mm，直径应与该连梁的箍筋直径相同。
4、连梁高度范围内的墙肢水平分布钢筋应在连梁内拉通作为连梁的腰筋。
连梁截面高度大于700mm时，其两侧面腰筋的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm；跨高比不大于2.5的连梁，其腰筋的面积配筋率不应小于0.3%。
1。
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Mu
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y
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(
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-
α′s )
=
n 2
Asf y
(1
+
cosα) ( h0
-
α′s )
式中 : As 单根主钢筋的截面积 ; n 主钢筋根数
( 由于主斜钢筋和主水平钢筋成对出现 , 故 n 为偶
数) ; α主斜钢筋与连梁水平轴线之间的夹角 ; h0
连梁截面有效高度 。
2 设计的建议
在墙肢和连梁的协同工作中 , 剪力墙应该具有 足够的刚度和强度 。在正常的使用荷载和风荷载作 用下 , 结构应该处于弹性工作状态 , 连梁不应该产 生塑性铰 。在地震作用下 , 结构允许进入弹塑性状 态 , 连梁可以产生塑性铰 。根据抗震设计规范总则 的要求 , 建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇 地震影响时 , 一般不损坏或不需修复仍可使用 , 当 遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时 , 不致倒塌 或发生危及生命的严重破坏 。因此 , 剪力墙的设计 应该保证不发生剪切破坏 , 也就是要求墙肢和连梁 的设计符合强剪弱弯的原则 , 同时要求连梁的屈服 要早于墙肢的屈服 , 而且要求墙肢和连梁具有良好 的延性 。
由上可见 , 连梁跨高比大于 215 时 , 三个公式
均与抗震设计中框架梁相似 , 因此这时连梁的截面
配筋方式也同框梁 。
②连梁跨高比小于 215 时 , 连梁的截面尺寸要
求 : Vb ≤γ1 (0115 f c bb hb0 ) RE
连梁的剪力设计值 (一级抗震时) :
Vb
= 1127 Mlb
+ Mrb ln
因此在实际工程中要使连梁设计满足强剪弱弯 的原则就必须考虑以下几个方面 :
211 关于连梁刚度的折减 。连梁由于跨高比 小 , 与之相连的墙肢刚度大等原因 , 在水平力作用 下的内力往往很大 , 连梁屈服时表现为梁端出现裂 缝 , 刚度减弱 , 内力重分布 。因此在开始进行结构 整体计算时 , 就需对连梁刚度进行折减 。根据《钢 筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第 41117 条规定 : “在内力与位移计算中 , 所有构件均可采 用弹性刚度 , 在框架 —剪力墙结构中 , 连梁的刚度 可予以折减 , 折减系数不应小于 0155 。”一般在实 际设计中我们在 0155 —1 之间取值 , 以符合截面设 计的要求 。
体系对抗震 、抗风雪是否有利也是影响方案选择的 主要因素 。对于 30～36m 跨的屋面工程 , 网架结构 的造价比金属拱型波纹要高很多 , 但其结构选择范 围大 , 覆盖材料多 , 可以随意设计 , 这些特点使其 在市场上仍占有一定的份额 。总之 , 金属拱型波纹 顶作为一种新型钢结构屋面体系 , 它的许多特点是 其他屋面体系所不具备的 , 其结构用钢量少 、造价 经济 , 使其在小跨度屋面的竞争中确立了优势 , 而 且随着该结构受力分析的进一步研究 , 它的应用范 围也将会越来越广泛 。
上述各种措施中 , 在能满足整体刚度的情况 下 , 可先采用刚度折减 , 如仍超限可采用其余各种 措施 。
3 连梁的配筋计算
311 根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计和 施工规程》, 在连梁设计方面 , 对于连梁非抗震设 计 , 抗震设计时跨高比大于 215 及小于 215 两种情 况 , 在截面受剪承载力及配筋方面均有不同规定 。
31212 斜截面承载力 。为防止连梁发生剪切 破坏 , 需提高连梁的抗剪承载力 , 为此在计算中引 入强屈比来适当调整剪力设计值 , 即 : Ky ·V ≤
Vcs
式中 : Ky 强屈比 , 即 : 连梁端截面的最大破
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坏剪 力 与 纵 筋 屈 服 时 的 剪 力 之 比 , 建 议 取 Ky ≥ 1110 ; V 作用在连梁端截面的剪力设计值 ; Vcs 连梁 的抗剪承载力 。
umns and Coupling Beams Reinforced with Inclined Bars , ACI
Structural Journal , January - February 1988 4 吴学敏 , 高层建筑剪力墙中连梁设计的探讨 , 建筑结构学
报 , 1995 , (1) 5 建筑抗震设计规范 ( GBJ11 —89) , 中国建筑工业出版社 ,
钢筋斜向段所承担的剪力值约占连梁承担的总剪力
值的 56 %～71 %〔2〕, 所以在相同条件下 , 菱形配筋 梁可承载较大的剪力 。在满足菱形配筋连梁的剪压 比限制条件和相应的平衡条件基础上 , 根据主钢筋 配筋率的定义可得到菱形配筋连梁纵向主钢筋配筋 率ρ菱 的限制条件 :
ρ菱
≤01111 f c
在连梁配筋中 , 配置平行筋往往导致斜向受拉 破坏或由于箍筋过量而发生剪切滑移破坏 , 这些破 坏将导致连梁的滞回曲线变坏 , 耗能能力下降 。若 采用菱形配筋方式 , 可以克服这些不足之处 。
312 菱形配筋连梁的承载力计算 31211 正截面承载力 。菱形配筋连梁的正截 面承载力可按下式计算 :
连梁的剪力设计值 (一级抗震时) :
Vb
=
1105
Ml buE
+ ln
Mr buE
+ VGb
= 1127
Mlb
+ Mrb ln
+ VGb
(式中系数 :1127 = 1105 ×111 ×111)
连梁的斜截面受剪承载力 :
Vb
≤γ1 (01056f c bb hb0 RE
+ 0108 f yυ ASsυhbo )
前 言
在剪力墙结构和框架 —剪力墙结构中 , 连接墙 肢与墙肢 , 墙肢与框架柱的梁称为连梁 。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 。一般在风荷载和地震荷载的作用下 , 连 梁的内力往往很大 。此外 , 高层建筑中 , 由于连梁 两端墙肢的不均匀压缩 , 会引起连梁两端的竖向位 移差 , 这也将在连梁内产生内力 。在设计时 , 即使 采取降低连梁内力的各种措施 , 如 : 增大剪力墙的 洞口宽度 ; 在连梁中部开水平缝 ; 在计算内力和位 移时对连梁刚度进行折减 ; 对局部内力过大层的连 梁进行调整等 , 仍难使连梁的设计符合要求 。基于 这种情况 , 本文将提供连梁设计的几个建议 , 并且 讨论连梁设计时的配筋计算 。
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高层建筑剪力墙中连梁设计建议和配筋计算
王 震 (西南交通大学 成都 610031)
【摘 要】 本文通过对高层建筑剪力墙连梁的工作原理以及在荷载作用下的破坏机理 的分析 , 提出在连梁设计时的建议 , 并讨论了连梁设计的两种配筋计算 。 【关键词】 高层建筑 连梁 配筋
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212 加连梁跨度减少高度 。在连梁设计中 , 刚度折减后 , 仍可能发生连梁正截面受弯承载力或 斜截面受剪承载力不够的情况 , 这时可以增加洞口 的宽度 , 以减少连梁刚度 。减少了结构的整体刚 度 , 也就减少了地震作用的影响 , 使连梁的承载力 有可能不超限 。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 % , 且连梁必须满足 “强剪弱弯”的要求 。
214 提高混凝土等级 。混凝土等级提高后 , 结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪 承载力提高的比例 , 有可能使连梁的受剪承载力不 超限 。
215 地震区高层建筑的剪力墙连梁 , 在进行 了上述调整后 , 仍有部分不符合承载力要求时 , 可 取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力 。然后按 “强剪弱弯”的要求 , 配置相应的纵向钢筋 。此时 , 如果不能保证连梁在大震时的延性要求 , 应重新计 算整个结构 , 必要时调整结构布置 , 使连梁的承载 力符合要求 。
参考文献 1 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 (J GJ3 —91) , 中
国建筑工业出版社 , 北京 , 1991 2 戴瑞同等 , 菱形配筋钢筋混凝土剪力墙连梁受力性能研究 ,
上海城市建设学院科研报告 , 1993 年 12 月 3 I. A. Tegos , G. Gr. Penelis : Seismic Resistance of Short Col2
连梁在发生延性破坏时 , 梁端会出现垂直裂 缝 , 受拉区会出现微裂缝 , 在地震作用下会出现交 叉裂缝 , 并形成塑性绞 , 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 。在这一过程 中 , 连梁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的作用 。但在地震反复 作用下 , 连梁的裂缝会不断发展 、加宽 , 直到混凝 土受压破坏 。
图 1 菱形配筋示意图
菱形配筋连梁的抗剪承载力 Vcs 由混凝土 、横 向钢筋 ( 箍筋) 和主钢筋斜向段等三部分所承担的 剪力值组成 , 可按下式计算 :
Vcs
= 0103 f c bh0
+
0107
Asvf S
yv
h0
+
nAsvf ysinα
式中 : b 连梁截面宽度 。
由上海城建学院戴瑞同等的实验结果表明 , 主
北京 , 1989 年
收稿日期 : 2000 年 11 月 16 日
(上接第 35 页) 前者仅为后者的 60 % , 因此 , 从长远看还是选择 金属拱形波纹屋顶更经济一些 。对于小跨度 (18 米米内) 的其它形式的轻钢屋面的造价 , 笔者没有 分析 , 但由 24 米跨的造价分析 , 不难得出其与金 属拱形波纹屋顶的造价大致相当的结论 , 因此 , 对 于 18 米以下小跨度屋面 , 笔者建议选择金属拱型 波纹顶 。对于 18～30 米跨的屋面工程 , 三种屋面 体系的造价差别不大 , 但金属拱型波纹顶的造价是 最低的 , 当然具体选择哪一种屋面体系 , 还要看该 体系对建筑物采光及整体装饰效果的影响 , 以及对 下部结构 、对整体造价的影响 , 此外 , 施工进度 ,