剪力墻結(jié)構(gòu)連梁剛度對(duì)抗震性能影響分析

田龍輝

（黑龍江寶宇建設(shè)工程有限公司，哈爾濱 150076）

1 剪力墻結(jié)構(gòu)連梁的工作原理以及破壞機(jī)理

高層建筑剪力墻中的連梁在水平作用下的破壞形式有兩種：一是脆性破壞，二是延性破壞。當(dāng)連梁出現(xiàn)脆性破壞時(shí)，基本就喪失了其承載能力。當(dāng)大多數(shù)的連梁都出現(xiàn)剪切破壞時(shí)，各個(gè)墻肢就失去了連梁對(duì)其的束縛作用，就會(huì)分散形成不同大小的獨(dú)立墻肢，進(jìn)而墻體的側(cè)向剛度大幅度降低，出現(xiàn)變形等情況，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)墻體的倒塌。當(dāng)連梁出現(xiàn)延性破壞時(shí)，梁端就會(huì)出現(xiàn)垂直的裂縫，受應(yīng)力影響的受拉區(qū)也會(huì)出現(xiàn)輕微的裂縫，而這時(shí)如果受到地震的影響，很有可能會(huì)在墻體上形成交叉的裂縫，使得墻體的結(jié)構(gòu)剛度變低，墻體變形。與此同時(shí)，墻體也吸收了大量地震帶來(lái)的能量，墻體受延性的影響，使得其對(duì)墻肢起到了一定的約束作用，保證了剪力墻可以有足夠的剛度以及強(qiáng)度。在剪力墻的延性破壞中，連梁主要起到了一個(gè)耗費(fèi)能量的作用，減少了墻體的受力，但是如果地震反復(fù)作用于墻體，最終還是會(huì)造成連梁的裂縫不斷擴(kuò)大，直至徹底破壞。

2 建筑工程中抗震常見問(wèn)題

2.1 樓板對(duì)連梁剛度的增大

樓板對(duì)連梁的承載力具有增強(qiáng)的作用，這一作用是有益的，它會(huì)直接影響連梁的工作性能。目前現(xiàn)澆鋼筋混凝土的樓板作為連梁的翼緣，對(duì)現(xiàn)有連梁的剛度具有一定的增大作用，而且所增大的程度是隨著連梁的截面而定的，連梁截面不同，所凸顯的增大作用也不盡相同。一旦連梁的剛度增加了，一定會(huì)使剪力墻整體的結(jié)構(gòu)受地震的作用加劇，因此連梁也會(huì)吸收更多的地震所帶來(lái)的能量。

2.2 運(yùn)用降低連梁剛度的方法

連梁剛度大，所受到的地震作用就大，因此我們?cè)诩袅Φ慕Y(jié)構(gòu)中經(jīng)常會(huì)遇到連梁截面的超筋、超限現(xiàn)象，就算工作人員按照最高規(guī)定去做，也不可能從根本上解決連梁的超筋、超限問(wèn)題，所以就目前來(lái)講，減低連梁剛度是解決超筋、超限的一個(gè)有效方法。我們可以在連梁的兩端留有一定的縫隙，縫隙要豎向的，目的是為了減少梁端截面的高度，留出的豎縫我們可以運(yùn)用聚苯板等壓縮性較強(qiáng)的材料代替，這時(shí)連梁的配筋就只是在豎縫之上進(jìn)行配置，處于豎縫之間這一部分我們可以稱之為連梁的吊板，這一部分我們只需配置合格的構(gòu)造鋼筋就可以。我們還可以在連梁高度的中間部分留出一條水平的通縫，進(jìn)而形成一個(gè)帶縫的連梁，這種做法可以減少連梁的截面高度，還能夠較大程度地減小連梁的剛度。而對(duì)于地震作用控制的連梁，結(jié)構(gòu)剛度如果較大，而且位移比相對(duì)規(guī)定的還要小，超筋、超限的連梁數(shù)量還較多時(shí)，我們可以加大連梁的洞口，以減少連梁截面的高度，使連梁的內(nèi)力減小。不管怎樣留設(shè)豎縫，最終都要保證連梁的截面高度大于400mm，以保證連梁具有足夠的承載力和耗能力。

2.3 連梁配筋

處于地震作用下的連梁內(nèi)力一般都非常大，很容易出現(xiàn)連梁截面超筋、超限的情況，雖然一直在改善這一問(wèn)題，但是在實(shí)際的工作當(dāng)中，工作人員還是將連梁的箍筋配得很大，這樣做不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，而且也不能改善結(jié)構(gòu)的抗震性，當(dāng)連梁的設(shè)計(jì)剪力超過(guò)截面的最大限制值時(shí)，增加箍筋配置是不能有效提高連梁的抗剪承載力的。如果縱筋配置過(guò)大，會(huì)使連梁變成一個(gè)強(qiáng)彎弱剪的構(gòu)件，使得連梁出現(xiàn)脆性破壞，這也是連梁抗震中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

2.4 降低剪力設(shè)計(jì)值

在抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中，對(duì)于連梁的彎矩以及剪力可以進(jìn)行調(diào)整，降低其剪力的設(shè)計(jì)值，當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后，其他的部位連梁以及墻體的彎矩設(shè)計(jì)值就要相應(yīng)地進(jìn)行提高，需要注意的是，連梁調(diào)整后的彎矩不應(yīng)低于實(shí)際使用狀況的值。

3 連梁對(duì)剪力墻的抗震性能影響

除了連梁的強(qiáng)度和延性對(duì)剪力墻的抗震性能具有較大影響之外，連梁的剛度對(duì)剪力墻的影響也是非常大的。目前研究出的最理想的狀況是連梁先于墻體屈服，而且要保證墻體具有足夠的延性，使得墻體出現(xiàn)塑性絞，這樣就會(huì)對(duì)墻肢形成約束，當(dāng)連梁的剛度以及抗彎承載力較高時(shí)，連梁不一定屈服，首先會(huì)在墻體出現(xiàn)塑性絞，在底部形成單絞機(jī)構(gòu)，這時(shí)只要墻體還沒有發(fā)生剪切性破壞，那么這種破壞還是屬于延性破壞的范圍，但是這種結(jié)構(gòu)沒有多絞結(jié)構(gòu)的抗震性能好，如果連梁先出現(xiàn)了剪切破壞時(shí)，墻體就會(huì)失去其約束作用而形成一個(gè)單獨(dú)的墻體，使得墻體的側(cè)向剛度大幅度降低。

只要墻肢塑性絞具有延性，那么這種破壞性就具有延性，當(dāng)連梁剛度以及屈服彎矩都較大時(shí)，處于水平荷載的墻肢內(nèi)部其軸力會(huì)很大，這樣就會(huì)造成墻肢軸力之間差距較大，有可能會(huì)造成墻肢較早地出現(xiàn)剪切破壞，這種剪切破壞是一種脆性破壞，基本上是沒有什么延性的，即使存在延性，也是非常小的。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑物剪力墻連梁剛度對(duì)抗震性能的影響是受多方面的因素制約的，因此對(duì)連梁的抗震設(shè)計(jì)也要考慮多方面的因素，其中包括連梁的變形、所破壞的形式以及耗能的能力等。在抗震的性能分析中還是存在著較多的問(wèn)題，而連梁作為剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的主要構(gòu)件，也是抗震中的主要防線，它的設(shè)計(jì)合理與否決定著建筑物抗震性能的好壞。

［1］張曉剛，路福.淺析高層建筑結(jié)構(gòu)中的連梁設(shè)計(jì)［J］.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，26（2）：1 7 8-1 7 9.

［2］北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.JGJ3-2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［3］滕軍，周正根.提高連肢墻抗震性能的連粱耗能構(gòu)件關(guān)鍵技術(shù)［J］.工程抗震與加固改造，2007，29（5）.1-6.