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连梁设计若干问题的探讨.doc

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资源描述

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5、5.简明抗震结构设计施工资料集成46.地基与基础顾晓鲁 主编,2002;天域 2005-02-10 02:00连梁设计若干问题的探讨连梁是剪力墙结构或框架-剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢或墙肢与框架柱的梁。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。因此,高层建筑在水平力作用下,连梁的内力往往很大,可能因承载力超限而破坏。连梁的破坏,同其它钢筋砼构件一样,分为脆性破坏(即剪切破坏)和延性破坏( 即弯曲破坏)两种。连梁发生剪切破坏后,就丧失了承载能力,若沿墙肢全高所有连梁均发生剪切破坏,联肢墙各墙肢就成了单独的悬臂墙。这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,最终可能导致结构倒塌。

6、这是设计中应绝对避免的。而连梁发生弯曲破坏时,梁端先出现垂直裂缝,在水平地震作用下出现交叉裂缝,形成塑性铰。当连梁有足够延性时,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和弯矩和剪力,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,避免连梁发生剪切破坏,并使连梁具有足够的延性,是设计人员应首先考虑做到的。下面,就连梁的刚度折减,斜截面抗剪承载力问题及其不能满足要求时的修改方法,提出笔者的看法。一、关于框架剪力墙结构中连梁刚度折减问题:我们之所以考虑对连梁刚度进行折减,是因为在水平荷载作用下,连梁很快进入弹塑性阶段并发展裂缝,刚度削弱,内力重

7、分布。当连梁屈服并形成塑性铰时,就会有部分弯矩转移到墙肢上。梁的刚度和内力并不会达到按弹性阶段计算所得的数值。地震作用下连梁的裂缝开展和塑性变形比在风荷载作用下的更大。因此,刚度降低得更多。但是,刚度折减得愈多,亦即取用的折减系数愈小,意味着设计荷载作用下裂缝开展得愈大。在超载时,如发生强台风或超过多遇地震烈度的地震时,塑性铰会出现得更早,这势必对连梁的延性提出更高要求。在竖向荷载作用下,当梁端出现塑性铰时,它并不能把内力转移到墙肢上,只能在该连梁内进行内力重分布。因此,在竖向荷载作用下,不应考虑连梁的刚度折减。综上所述,参考文献2提出如下建议:“在内力和位移计算时,要区别竖向荷载作用下和水平

8、荷载作用下两种不同情况。在竖向荷载作用下,连梁的刚度不宜折减,连梁支座弯矩的降低可通过支座弯矩调幅来解决。在水平荷载作用下,连梁的刚度可以折减,当风荷载作用时,折减系数不宜小于 0.8,当地震作用时,折减系数不应小于 0.55。”笔者认为,上述建议适用于两端与剪力墙相连的连梁。对于一端与墙一端与柱相连的连梁,则值得商榷。在剪力墙和框架柱之间的梁,扮演着双重角色:一为连梁的作用,二为框架梁的作用。当连梁屈服,形成塑性铰,把弯矩转移到墙肢和框架柱时,一般情况下,墙肢的强度应当能承受这些增加的弯矩。而对于刚度远小于墙肢的柱,能承受的附加弯矩十分有限。因此,连梁的刚度折减系数不能太小,应不小于 0.8 为宜。

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