浅谈连梁超限处理措施

逯玉连

广州博厦建筑设计研究院有限公司徐州第一分公司 江苏徐州 221000

出生年月：1990.07 性别：女 籍贯：山东省巨野县 民族： 汉 研究方向：房屋建筑 职称：工程师 学历：大学本科 ）

摘 要：连梁指在剪力墙结构或框架—剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢，在墙肢平面内相连的梁。作为剪力墙结构的第一道防线，连梁起着消耗地震能量的重要作用。连梁的破坏分为脆性破坏和延性破坏。在高层建筑设计中，最常遇到的就是连梁剪压比超限，这种情况下的连梁破坏就属于脆性破坏。尤其是高烈度区，作为剪力墙结构中的耗能构件，实际工程中要对连梁超筋进行必要的处理，对连梁如何处理进行了一定的归纳总结，供设计参考。

关键词：剪压比；刚度；截面；连梁折减系数

在八度区的住宅项目设计中，软件计算时一般容易出现连梁超筋超限的现象，若忽略超限不做调整显然是不合理的，要根据规范要求及设计经验分析判断如何处理，既要保证强剪弱弯，又要利用连梁的截面和刚度来吸收地震能量，以达到抗震设计的目的。对于连梁纵筋配筋超限，可以通过调整梁截面尺寸和刚度折减来调整，一般不会出现太大问题。对于连梁抗剪超限，也可采用多种方式进行处理，下面主要讨论连梁抗剪超限处理的几种方式。

1 调整结构布置

合理的平面布置在结构设计中起着至关重要的作用，建筑方案阶段，结构专业也要尽最大可能减少平面不规则。后期设计阶段，剪力墙布置要考虑在不影响建筑平面的前提下，增大结构的抗扭刚度。也可以减少连梁超限的数量。不同的结构设计人员会采用不同的结构墙体布置，连梁超限也会出现不同的情况，结构方案在调整连梁超限时起着尤为重要的作用。可能在设计过程中会出现，已经采用了多种方式进行调整，连梁还是不满足要求，直接忽略计算超限的结果显然不可取，这时就应该考虑下是否原本的结构剪力墙布置有不合理的地方。要在保证结构计算指标满足规范要求的前提下（有一定余量），进行后续调整，包括刚度折减，截面减小等，这样才不会因为位移，周期等指标不满足要求反复调整。

2 减小连梁截面

《高规》7.1.3条中，跨高比小于5（l_n<5）的连梁为较强连梁，跨高比不小于5（l_n≥5）的连梁为弱连梁。7.2.22条中，跨高比大于2.5的连梁，系数为0.20，跨高比不大于2.5的连梁，系数为0.15。减小连梁的截面高度，截面抗剪限制条件的系数就有可能从0.15增大到0.20。例如：平面图中门洞净宽l_n=1500,梁高h_b=600，跨高比=2.5，若调整梁高h_b=550,则跨高比=2.7>2.5,则名义抗剪承载力就增大了1.33倍。截面减小虽减小了结构的整体刚度，但一定程度上可以避免超筋，与此同时，与连梁相连的剪力墙地震内力有所放大，需复核计算结果后进行配筋设计，配筋结果采用原连梁截面及连梁减小后截面计算的最不利结果。与此同时，还要复核结构整体指标是否仍满足规范要求。

3 连梁点铰

在连梁不作为其他主梁或次梁的支撑时，可采用点铰的方式，即不考虑连梁的作用，假设已经破坏退出工作，两侧剪力墙按照独立墙肢进行配筋包络设计。模型先按照原有梁截面进行计算，出一份配筋结果，再把模型中超限连梁的两端设为铰接重新计算，这样进行计算后，作为剪力墙的第二道防线，一般情况下墙肢的端部配筋结果会增大，也就相当于不考虑连梁作用，两端按照独立墙肢受力计算，设计人员需根据两次计算结果取较大值进行配筋。若模型中原连梁为墙开洞，就需要寻找其他方式进行调整。

4 设置交叉斜筋或暗撑

规范要求连梁截面宽度不小于250mm时，可采用交叉斜筋，截面限制及受剪承载力需满足规范要求。梁宽不小于400mm时可设置对角暗撑，全部剪力应由暗撑承担，从而使得计算结果中连梁本身的箍筋很小，也是在设计过程中可采用的一种方式。但在高烈度区的剪力墙结构中，因住宅建筑墙体厚度限制，一般采用200mm，对于钢筋绑扎等有很大影响，这样就难以采用交叉斜筋。另可以考虑连梁内加设钢板，此时钢板应沿连梁通长设置，不应在连梁中局部设置；或采用翼缘较小的工字钢，避免抗弯刚度的增加过大及抗弯承载力的增长。解决连梁剪压比超限，又不需增加交叉斜筋，现有软件也可以对连梁进行假设钢板或型钢后进行计算。

5 采用双连梁

设置水平缝将连梁分成上下两根连梁，计算时需将双连梁进行等效（截面面积相等），根据结果对设缝的连梁进行配筋设计。双连梁本质是改变了结构的破坏形态，由脆性破坏变为延性破坏。双连梁之间的部分填充砌体墙，地震作用下，砌体墙先破坏，消耗一部分地震作用，并起到一定程度保护连梁和剪力墙的作用。设置双连梁的缺点是软件计算与连梁实际工作还是有一定的差异，虽然解决了连梁超限的问题，但可能会让双连梁承受比原来更大的地震剪力，违背了强剪弱弯的原则。

6 连梁刚度折减

连梁跨高比较小，在地震水平力作用下连梁本身的刚度越大，分配到的内力就越大，当连梁出现裂缝后，内力重分布，墙体才开始承担更大的内力，这样我们在计算时就需要考虑对连梁刚度进行折减。规范中要求连梁刚度折减系数不宜小于0.5（6、7度时可取0.7，8、9度时可取0.5）。八度区时，若原计算模型中连梁刚度折减系数为0.6-0.7，出现较多连梁超限，可以尝试将局部超限连梁的刚度折减系数调整为0.5重新计算。在不影响承受竖向荷载能力的墙体下，降低连梁的刚度，减小连梁的内力，将这部分内力由墙体承担，连梁剪力最大值的位置会因此发生转移，要重新复核墙体配筋以满足计算要求。另一种方式就是增大非超限连梁的刚度折减系数，进而增大墙体与连梁的刚度，承担更大的地震内力，这样也会对超限连梁有一定作用。

7 弯矩调幅

弯矩调幅，顾名思义是根据考虑截面的受力和塑性，通过调低支座弯矩，来实现内力重分布，增加构件的承载能力。连梁调幅是对两端弯矩的组合值进行调幅，进而减小连梁的剪力设计值。实际计算中对局部超限连梁进行弯矩调幅后，会造成其余部位连梁和墙肢的弯矩增大，配筋相应增大。经过调幅处理后，仍可保证对竖向荷载的承载力无明显影响。

8 增大截面宽度

增加剪力墙及连梁的宽度，这样结构的刚度增大，连梁本身可承担的地震内力也增大，名义剪压比限值也相应增大，但地震内力增大的比例相对较小，从而解决连梁受剪超限的问题。这种方式有一定的局限性，建筑平面布置是否可行、对其他专业是否有影响等诸多因素都需考虑。若墙体厚度可增加到250mm，对结构配筋设计还是有很大益处的。

结语

在高烈度区的设计中，应具体情况具体分析，对连梁超限采取合理的处理方式。工程中比较常采用的方式就是调整刚度折减系数及修改连梁截面，这两种方式对于软件计算修改相对简单，对结构整体指标影响也不会太大，结构配筋设计工作量也相对较小。对连梁超限处理的根本目的是保证结构的承载能力和延性的前提下，又可以节省造价。综上所述，剪力墙连梁超限的问题可以参照以上的方法进行调整。结构设计本身就是一个在摸索中不断前行的过程，学习，总结，讨论，创新，从而实现结构设计的最优价值。

参考文献

1. 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010

2. 朱炳寅. 建筑结构设计问答及分析（第三版） 2017(06)

3. 建筑抗震设计规范（2016年版）GB50011-2010

4.  混凝土设计结构规范 GB50010-2010

5. 建筑抗震设计规范应用与分析（第三版）2018（01）

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