高层建筑混凝土剪力墙结构连梁设计及超筋处理问题探讨

摘要 随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的建筑事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。其中，在高层建筑的剪力墙结构中，对于连梁的设计是一项非常重要的工作，对于建筑的整体稳定性而言具有重要的作用。在本文中，将就高层建筑混凝土剪力墙结构连梁设计及超筋处理问题进行一定的分析与探讨。

关键词：高层建筑；混凝土剪力墙结构；连梁设计；超筋处理

1 引言

近年来，我国无论是城市化还是工业化的进程都得到了飞速的发展，也使得越来越多的高层、超高层建筑出现在了我们的城市之中。而为了能够使建筑的结构功能能够更好的满足我们的需要，建筑的结构也在无时无刻的发生变化，并在这个过程中使得应用剪力墙体系的内力设计以及分析都更加的频繁。但是，在合理的建筑结构提下，即使我们应当对此采取了多种措施来降低连梁的内力，但是当我们对于局部内力过大的连梁进行调整时，却依然不能够达到设计要求。通过何种方式对连梁进行更好的设计，并对超筋情况进行更好的处理，则成为了广大设计师们最为关注的问题。

2 连梁的工作和破坏机理

建筑在地震以及风的荷载作用之下，会使得墙肢出现严重的弯曲变形，并会使连梁在此过程中出现转角，从而使得连梁出现一定的内力。而在这个过程中，连梁端部的剪力、轴力以及弯矩等等也会反过来对这种墙肢的变形进行限制，从而在一定程度上也对墙肢的受力情况进行了一定的改善。而对于高层建筑来说，其连梁在水平荷载之下可能出现的破坏情况主要有两种，即延性破坏以及脆性破坏，当连梁出现脆性破坏时，其承载力就会丧失，且在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，墙肢也会在此时失去连梁对其产生的约束作用，而连梁在出现延性破坏时，其两端也会出现一定的裂缝，并在受拉区也出现相应的裂缝，从而形成塑性绞，使得建筑结构的变形加大、刚度降低，从而在地质灾害如地震发生时更大的吸收地震能量。在这一过程之中，连梁则起到了一个耗能的作用，但是如果地震依然频繁发生，那么连梁的裂缝也会逐渐加宽、发展，直至混凝土受压破坏。

3 合理结构体系的连梁设计及连梁超筋的处理办法

3.1 根据我国《高规》中的规定，在位移以及内力计算的过程中，其中抗震设计的剪力墙结构以及剪力墙的连梁刚度可以适当的折减，并需要保证所折减的系数应当大于等于0.5为宜。在《高规》中，其对于此值的取值范围定义的较为宽泛，且没有明确的区分非抗震以及抗震的情况。而之所以对连梁的刚度进行适当的刚度，则是因为建筑在侧向荷载的作用下，当混凝土开裂时也会使刚度得到降低，而当地震灾害发生时，连梁无论是在塑性变形上还是裂缝的开展上其荷载都要远远大于风荷载作用的情况下，而这就使其刚度要更大的降低。而在超载时，如果出现较大的地震或者阵风情况，就会过早的出现塑性铰现象，所以就需要我们在设计的过程中加强连梁的延性，从而使其能够更好的符合强剪弱弯的要求。

3.2 加大剪力墙厚度也是很好的办法，其目的就是使连梁的界面宽度得到增加。一方面，由于建筑结构的整体刚度得到了加强，使得当地震发生时其所产生的内力会随之增加。另一方面则是连梁的受剪承载力同其宽度的增长会成正比。这是由于当剪力墙的厚度增加完毕后，地震时所以产生的内力也不会以厚度为比例施加到剪力墙上，而是会小于此比例，而这就使得在灾害发生时连梁的受剪承载力不会超过限度。

3.3 在对连梁实际设计的过程中，当刚度发生折减之后，依然可能出现连梁正截面受弯承载力或者受剪承载力不足的情况，而对此，我们则可以在设计的过程中适当的对洞口的尺寸进行增加，从而较好的减少连梁的刚度。而通过对结构整体刚度的减少，也就能够在很大程度上减少的地震作用的影响，并且使连梁的承载力无需超限。

3.4 当建筑由于处在地震区之中，并且在进行上述调整之后建筑的部分区域依然不能够良好的符合承载力要求，则可以取连梁截面的最大剪压比限值来对其剪力进行确定。之后，则可以正式根据强剪弱弯的要求来对其中的纵向钢筋进行配置。在这个过程中，如果还是不能够保证连梁在地质灾害出现时建筑所应有的延性要求，则需要我们重新对整个结构进行计算，并根据实际情况对结构布置进行调整，从而使连梁的承载力能够符合我们的要求。

3.5 当连梁出现超筋问题时，也可以对超近位置的连梁按铰接进行全面、整体的计算。但是这种计算也具有一定的前提，即需要连梁的破坏情况不应当对建筑的竖向荷载产生较大的影响，且要保证其在地震力的作用之下该连梁不会参与到工作之中，且同其相连的墙肢应独立进行内力分析，并保证其配筋应当取该次计算值的较大值。其次，则需要保证我们所计算得出的结果其层间位移比应当能够满足《高规》的规定。

3.6 如果连梁出现了较大程度的损坏，且对于剪力墙的保护作用已经失去，那我们则应当对剪力墙在进行多次地震作用下的结构内力进行全面的分析，并根据其中所受到的较大内力进行相应的配筋设计，来保证墙肢的安全。而在我们对于连梁的两个端点都处理完毕之后，也应当将连梁简化为轴力杆件，且该连梁不能作为主梁或次梁的支撑梁。

3.7提升混凝土的等级也是一个较好的办法，当我们将建筑使用的混凝土等级提高之后，则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。

4 结束语

总的来说，在高层建筑的建设过程中，对于混凝土剪力墙结构的连梁设计是一项非常关键的工作，对于建筑的整体稳定性具有重要的作用，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，我们对于高层建筑混凝土剪力墙结构连梁设计及超筋处理问题进行了一定的探讨，而在实际设计过程中，也需要我们能够良好的联系实际，从而使建筑的安全性能够得到保证。

参考文献

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