高层剪力墙结构连梁抗震设计问题分析(全文)

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摘要：在高层建筑中，通常都会有剪力墙的设置，然而为了提高建筑物的抗地震能力，通常会在其中加上连梁结构，也就是说，连梁在建造时的好坏对建筑物的抗地震能力的强弱有着很大的影响。在本篇文章中，我主要对于现阶段连梁中出现的几个问题做出讨论，并且提出合理的解决办法，供大家讨论以及采用。

关键词：剪力墙结构连梁抗震性脆性破坏

Abstract: in the high-rise building, there is usually shear wall Settings, but in order to improve the building of the earthquake ability, usually in them and even the beam structure, that is, even the beam in the stand or fall of construction of building the strength of the ability of earthquake resistance has very big effect. In this article, I mainly for the present even beams made some problems in discussion, and puts forward the reasonable solution, for discussion and adoption.

Key words: the shear wall structure vibration resistance of coupling beam brittle failure

中图分类号：TU398+.2文献标识码：A 文章编号：

引言：近几年，我们国家经济在飞速的发展，同时很多地方也越来的越城市化，这就使得在很多地方都开始建造并使用高层的建筑。而对于剪力墙这种构造，它具有着很好的防侧压能力以及纵向的载重能力，使得这种结构在现在的高层建筑建造中得到广泛的使用。然而在工程施工时，考虑到不同的建筑物的不同用途以及使用时的某些特点，使得在建造时某些地方的比列及其不符合规范，或者是在开始的设计阶段就出现问题等等这些因素，都会对建筑的抗震性有着不同的影响。

连梁的破坏原理。

对于连梁的破坏通常会出现下面两种情况：一种是当连梁产生了剪切式的损坏时，就会失去对建筑物的载重能力，而且由于剪力墙的损坏，也导致其对其它墙面的限制作用消失，使得各墙面都变得很独立，这样就会使建筑物的纵向强度折损很大，还会产生严重的形变，最严重的还会使建筑物坍塌。另一种是当连梁产生了弯曲式的损坏时，会在连梁上产生纵向的裂缝，而在受力的地方还会产生一些细小的裂缝，如果这个时候发生地震，就会使这些裂缝进一步扩大并且相互交错在一起，使得建筑物的强度变弱，形变较大，而在这一过程中，剪力墙仍在发挥着作用，对墙体有着一些限制作用，让剪力墙能够保持原来的性能，而在这样的过程中，对于连梁的损耗比较大，如果这时地震反复进行的话，就会使原有的裂缝逐渐变大变深，最后就会使建筑物承受不住这种张力而坍塌。如图1

连梁与剪力墙的之间的影响。

对于剪力墙来说，连梁本身的硬度和强度都会对建筑物的抗地震性有着直接或间接地影响。对于设计人员来说，最好的状态就是让连梁比其它墙面先弯曲，而且连梁必须有着很强大的弯曲性，等到连梁和其他墙面都产生了塑性铰时，就会吸收由于震动产生的能量，这样就会使得墙面产生的限制作用对剪力墙产生一种保护作用，而这时候的剪力墙的性能是最好的。

如果连梁的强度以及抗压能力都处于一个很高的状态时，连梁是不可能弯曲的，这就会在各墙面下面产生一个塑性铰，如果前面的这种破坏不是太早的产生，那么这种就还是属于一种有益的破坏，可是和前者相比较来看，这种破坏的损耗都是在一个点上。当然，这种情况相对于对各点受力的情况来说还是有一定弊端的。如果连梁率先发生了损坏时，各墙面就会失去约束，变成一个个体。与完好的墙相比较，这种墙的形变比较大，使得墙的纵向强度变弱。可是，若能使前面有一个好的使用情况，那它还是可以继续运行的，直至墙面的形变较大时。然而当连梁的强度以及形变比严重时，墙面在横向上的压力就很大，使得相邻两个墙面的受压不均匀，而当其中一个墙面承受不住产生裂缝时，就会使承重墙面负担的压力变大，使得墙面早早的就发生了损坏。

工程设计时常遇到的问题。

楼板对于连梁的强度有着扩大的效果。由于在高层建筑中，楼板对于连梁的强度有着扩大的效果，所以就会对连梁的使用效果有着一定的影响。现在通常都会使用钢筋混凝土这种材料做的楼板被用来做连梁的边缘材料，而这种材料对于连梁强度有着扩大的效果，而且由于各个连梁的的不同，也使得强度扩大的程度也不一样。连梁的强度增大了，就会使建筑物的抗震能力有一定的提高，但是，另一方面连梁的扩大会对设计有着一定的影响。

选择能够减小连梁强度的办法。

如果连梁的强度较大，当地震来临时，受到的影响就会很大，因此在高层的建筑中，连梁的超载情况是时常发生的。所以，目前来看，只有使连梁的强度降下来，才会根本上解决超载的现象。通过下面的三个表格中的数据我们可以作出以下判断：

我们可以在连梁的纵向方向上预留一些纵向的缝隙，将连梁的横截面的高度降下来，纵向的缝隙可以采用聚苯板等收缩性能比较好的原料来进行填补。然而此刻，对于配筋的放置，可以只在纵向的缝隙上小部分的放置，因为对于纵向缝隙中填充，我们可以将其作为吊板，所以我们只要放置钢筋就可以了。

针对地震有着抗震能力的连梁，假如它的强度很大的话，那么他一定会比限制的标准要小。但是，如果超载的连梁很多的时候，我们就要采用比较大的孔洞，以此来降低横截面高度，从而就会使连梁内部的压力降低。

关于配筋的问题。当地震发生时，在高层的建筑中，就会使连梁的内在压力很大，使得承重过大。即使在设计及建造时采取了相应的办法，但是，某些人还是私自将连梁的配筋弄得很大。这种做法不仅不能够改变建筑物的抗地震能力，也会对材料有很多浪费。当剪力墙的设计值大于实际的约束值时，单方面的加强配筋的放置并不会有效地提高墙面的抗压能力。而且，如果剪力墙较弱，弯曲比较强的话，就会使剪力墙过于脆弱，容易遭到破坏，这些都是在最初的设计阶段都应该回避的。

翼缘板的设计。对于连梁两边的翼缘板来说，在其中如果放置钢筋，就会有效地对连梁的抗弯曲能力有着很大的促进作用。然而，这种促进作用，却是钢筋单方面的促进与提高，但是，在设计时采用的前后两面相对称的配筋方式是不合理的。所以，为了设计的科学性，应减少连梁前面的配筋，让前后两面在承受压力时，是两面比较均匀的。

新型连梁的介绍。

对于配筋的放置，可以采用利用对角线进行交叉式的放置，或者是摆放成菱形的连梁，这种钢筋的配置可以有效的提高建筑物的防震性，相对于以往的连梁，这样的更具有很好的延展性和消耗能量的作用。如图5.

采用劲性混凝土材料。对于这种材料的使用，不仅可以保持原来的连梁的承重能力不变，还可以将横截面的大小降低，进一步的符合对尺寸的要求。因为劲性钢筋有着很好的形变能力和延展性，而且产生形变越严重，就会对地震产生的震动有更好的吸收作用。所以这种材料为连梁的设计提供了新的可能性。

组合钢材料的应用。这种闲的材料是由角钢等材料架构起来的，这种材料相对于以往的材料重量很轻，使得墙面的压力很小，这种结构具有很好的延展性，而且他的受力结构也比较简单易懂，而且能够很好的达到消耗能量抗震的能力，从而促进整个建筑物的抗震力。而且采用这种材料还会使后期的维修与养护变得容易很多。

总结。

随着近几年我国经济的发展，我们国家的高层建筑使用越来越广泛，而对其要求也越来越高，尤其在安全方面的设计，对于高层建筑的抗震能力的设计也是很关键的一步。但是，对于这方面的设计，有着很多的限制因素。所以，我们在设计时，一定要采用合理科学的设计方法，还要考虑到多方面的因素，统一规划协调，才能得到好的设计效果。对于建筑物中的关键部分一定要反复的审查，看其是否合理，只有将关键的构件建好，才会使建筑物在根本上具有很好的抗震能力。

参考文献：

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[4]李宏男，贾影，等．利用TLD减小高柔结构多振型地震反应的研究．地震工程与工程振动，2000，20(2)：122―128

[5]俞载道，曹国敖．随机振动理论及其应用．上海：同济大学出版社，1988：243―253

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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