连梁的作用1

剪力墙中连梁的作用

一、连梁定义

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。

二、连梁的破坏机制及作用

高层建筑联肢墙在水平力作用下的破坏分为脆性破坏（即剪切破坏）和延性破坏（即弯曲破坏）两种。

1）当连梁的刚度及抗弯承载力大大小于墙肢的刚度和抗弯承载力，且连梁具有足够的延性时，则塑性铰先在连梁的端部出现，然后才在墙肢底部出现。数量众多的连梁端部塑性铰在形成过程中可以吸收地震能量，又能继续传递弯矩与剪力，对墙肢形成的约束弯矩使剪力墙保持足够的刚度与承载力，墙肢底部的塑性铰亦具有延性。这样的联肢剪力墙最好。

2）当连梁的刚度及抗弯承载力很大时，连梁会不屈服，这时联肢剪力墙与整体悬臂墙类似，要靠底层出现塑性铰，然后才能破坏。只要墙肢不过早剪坏，则这种破坏仍然属于有延性的弯曲破坏，但是与第一种相比，耗能集中在底层少数几个铰上。这样的破坏远不如前面的多铰机构抗震性能好。

3）当连梁的抗剪承载力很小、首先剪切破坏时，会使墙肢失去约束而形成单独墙肢。与连梁不破坏的墙相比，墙肢中轴力减小，弯矩加大，墙的侧向刚度大大降低，变形加大，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。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。

但是，如果能保持墙肢处于良好工作状态，那么结构仍可继续承载，直到墙肢截面屈服才会形成机构。只要墙肢塑性铰具有延性，这种破坏也是属于延性的弯曲破坏。

4）当连梁的刚度和屈服弯矩较大时，在水平荷载作用下墙肢内的轴力很大，造成两个墙肢轴力相差悬殊，在受拉墙肢出现水平裂缝或屈服以后，塑性内力重分配的结果会使受压墙肢担负大部分剪力，造成墙肢剪坏，它是一种脆性破坏，如果设计时未充分考虑这一因素，将会造成该墙肢过早剪坏，延性减小。所以这是设计应该绝对避免的。

抗震规范里规定了抗震墙截面的剪压比限值和抗震等级为一、二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。

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。

因此，在实际工程设计中要使连梁满足强剪弱弯的原则，保证连梁较高的延性，又要有合理的承载力，可以从以下几方面采取措施：

(1)连梁刚度的折减。应该认为，之所以考虑对连梁的刚度进行折减，是由于连梁跨高比小，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《高层建筑混凝土结构设计技术规程》第5·2·1条规定：“在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度，连梁的刚度可予以折减，但折减系数不应小于0．55。”一般在实际设计中我们在0．55—1之间取值，以符合截面设计的要求。

(2)加大连梁跨度或减少截面高度。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或洞口的高度，也可以沿连梁中部开水平缝，将截面较大的连梁分成上下两根截面较小的连梁，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。

(3)增加连梁截面的宽度。当建筑允许时，可以在洞口两侧设置构造柱，加大连梁截面的宽度，提高连梁的抗剪承载力。由于剪力墙厚度并无增加，结构整体刚度加大很小，地震作用产生的内力基本不变，使连梁的抗剪承载力有可能不超限。并且加大连梁截面宽度对其抗弯承载力提高不显著，而抗剪承载力显著提高，更容易满足“强剪弱弯”的要求。

(4)对于框架柱与剪力墙之间的连梁。此类连梁往往跨度较大，

竖向荷载较大，与普通的联肢墙连梁有较大的区别，宜按框架梁设计，不应按普通的连梁对其刚度进行较大折减。由于连梁两端支座竖向变位相差较大，设计中常遇连梁与剪力墙相连端的负筋超限，这时应按模拟施工加载法计算位移和内力，如仍超限，可以将该支座负弯矩进行调幅，使连梁内力重新分布，但应保证连梁在竖向荷载作用下抗弯和抗剪承载力，调幅也不宜过大。

(5)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。

(6)地震区高层建筑的剪力墙连梁，经上述调整后，仍可能不符合承载力要求时，可取连梁截面最大剪压比限值确定剪力。然后按“强剪弱弯”的要求，配置相应纵向钢筋。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，使连梁承载力符合要求。

上述各种措施中，在能满足整体刚度的情况下，应先采用刚度折减，如仍超限可采用其余各种措施。