论文部分内容阅读
摘要：众所周知，高层建筑剪力墙中连梁的设计受到多种多样因素的影响，所以，合理的连梁设计将直接影响到高层建筑剪力墙的受力功能，进而影响到整个建筑的合理与安全问题，在对高层剪力墙中连梁进行设计的过程中，主要是通过增加剪力墙洞口的宽度来提高连梁的跨度、降低连粱的刚度、减少剪力墙对于连梁的约束力，同时，我们还通过对大内力的连粱进行调整来确保每一层的连粱都能够达到均匀的受力。本文给出了连梁所具有的截面高度以及刚度的具体调整公式，并给出了高层剪力墙中连梁的设计意见。
关键词：高层建筑；剪力墙；连梁
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一般情况下，高层剪力墙中连粱的跨度较小、截面积较大，并且连梁的两端和剪力墙相互连接。剪力墙对于连梁的约束功能比较大，所以在水平作用力下，高层建筑剪力墙中的连粱的内力通常较大。我们在实际的设计过程中，主要是通过增加剪力墙洞口的宽度来提高连梁的跨度、降低连粱的刚度、减少剪力墙对于连梁的约束力，与此同时，我们还通过对某些具有比较大的内力的连粱进行调整来确保每一层的连粱都能够达到均匀的受力。然而，即使这样也有一些连粱出现超筋现象，对于高层剪力墙中连梁来说，我们国家对其没有比较明确的规范，这就使得连梁的设计人员在进行设计的过程中经常处于迷茫和无所适从的状态，有的设计人员为了完成任务，甚至进行随意设计，进而导致连粱的设计不规范、不科学，从而影响到整个剪力墙的刚度和强度。
一、高层剪力墙中连梁截面的限值标准
（一）在剪力墙中，对于连粱的破坏类型可以大致分为脆性的破坏以及延性的破坏两种。所谓的脆性破坏主要是指剪压破坏，当连梁发生破坏以后，墙肢会失去连粱对其的约束作用，导致整个结构所具有的侧向刚度发生降低以及墙肢的弯矩发生增加。在我们国家相关的文件规定中严格给出了高层建筑剪力墙中连粱截面所具有的剪压比限值：
式中，V主要代表的是连粱端部的截面组合所具有的剪力的设计值。的取值如下所示：当连梁的跨高的比值高于2.5时，为0.20；当连梁的跨高的比值低于2.5时，为0.15；当连梁的设计属于非抗震状态时，为0.25。为连梁所具有的抗震承截力的调整系数，其主要功能是对钢砼截面进行抗剪，取值如下：当连梁的设计属于抗震设计时，为0.85；当连梁的设计属于非抗震设计时，为1.0。
（二）一般情况下，在荷载作用力下，连梁的端部截面所具有的剪力设计数值的主要计算公式如下：
式中，表示在水平方向的荷载作用力下，连梁左端所具有的弯矩的设计数值，而则表示在水平方向的荷载作用力下，连梁右端所具有的弯矩的设计数值。是连粱所具有的净跨度。代表在竖向的荷载作用力下，连粱截面所具有的剪力的设计数值。作为剪力增大的系数值，其数值如下：当连梁处于一级抗震状态时，为1.05；当连梁处于二级抗震状态时，为1.05；当连梁处于三级、四级或者非抗震状态时，为1.0（其中，表示连梁纵筋所具有的实配系数，我们可以采用连梁左端以及右端所具有的实配面积的和与计算面积的和的1.1倍进行计算）。由于剪力墙中连梁的跨度比较小，因此，在竖向荷载作用下而引起的剪力程度并不大，通常可以略掉对公式进行简化：
由于，则，我们假设，则。通过实际分析得到：如果连梁属于一级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.224/，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.168/；如果连梁属于二级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.224，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.168；如果连梁属于三级、四级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.236，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.176；如果连梁属于非抗震状态，则K为0.25。
（三）通过以上内容我们可以了解到，如果连粱进行内力降低操作，比如说折减连梁的刚度，此时若连梁两端所具有的弯矩和还大于，我们就可以说连梁截面的刚度非常大，从而导致连粱端部所具有的内力加大，最终没有办法满足有关的剪压比规定。所以，我们需要减小连粱所具有的刚度，降低连粱端部所具有的内力，进而确保连梁端的弯矩和小于。
二、高层剪力墙中连梁抗弯的基本设计方案
（一）我们知道，连粱的弯矩是通过水平作用力提供的，所以说，连梁截面的配筋需要依照水平作用力产生的弯矩分布实行，下面我们给出连梁在水平作用力下产生的弯矩分布：
如图所示，连粱两端所具有的弯矩与通常没有太大的差别，因此，我们可以假设，从而使得粱顶以及粱底所具有的钢筋的面积大致相等。在对高层剪力墙中连梁抗弯进行设计的过程中需要充分考虑上述特征，针对截面使用上下对称的配筋形式。我们假设梁顶或者粱底所具有的钢筋的面积是A，则有：
则
（二）我们知道，由于砼所承受压力区域的高度较小，我们在实际的设计过程中并没有对砼的受压情况进行科学考虑，这就导致实际中没有考虑到纵筋的超筋现象，也就是说我们将截面所具有的弯矩全部由截面上下所实行的拉压钢筋进行承担，所以，当使用上下对称方式对连梁进行配筋操作时，只需要符合一定的剪压比规则，就可以避免超筋现象。
三、对高层剪力墙中连梁的刚度进行调整
如果连梁发生抗剪超筋现象时，需要对其进行刚度减低操作，从而使得连梁两端所具有的弯矩和小于或者等于。假设连粱的高度是h，计算中使用的连粱刚度的降低系数是，则连粱所具有的抗弯刚度是，计算得连梁两端所具有的弯矩设计数值为和，这个时候则有。
四、高层剪力墙中连梁的设计意见
（一）现如今，许多工程设计院均使用SATWE或者TAT等计算软件对高层剪力墙的连梁进行设计，并且它们都会在软件的总信息菜单里面给出连粱刚度发生折减的具体系数，进而方便用户者进行选择。按照工程的有关规定，一般情况下，连粱发生折减的系数需要大于或者等于0.60，所以，在对连梁进行设计的过程中，我们可以依据实际情况，把连梁所具有的刚度进行折减，如果抗剪以后还是超筋，那么我們可以通过计算其内力来查询超筋连粱所具有的弯矩的设计数值与，最后再按照下面的式子对连粱所具有的截面高度进行调整：
式中，为连梁降低的高度。
（二）我们需要了解的是，对于连梁的设计来说，其性质会由于不同的水平作用力而发生差别。一般情况下，在设计连梁的抗风结构时，我们可以适当地增加连粱的刚度以及承受能力，如果想要提高剪力墙的刚度，我们可以设计小的开口墙，从而降低墙体的超筋现象。然而，在抗震的连梁结构里，为了确保连梁的结构更加理想化，我们不能够将连粱所具有的截面设计太大，需要尽可能地降低甚至于避免出现小开口墙的设计形式。
五、结语
通过上面的叙述我们了解到，高层建筑的剪力墙中连梁的设计需要受到许多因素的共同制约，因此，连梁设计是否合理，将直接地影响到高层建筑剪力墙所具有的受力功能，进而影响到整个建筑的合理与安全问题。所以，对于高层建筑剪力墙中的连梁进行合理地设计是确保整个建筑处于安全状体的主要措施。
参考文献：
[1]张敏. 高层建筑剪力墙中连梁的合理设计[J].有色冶金设计与研究,1999,(09)
[2]王志禹. 对高层建筑剪力墙结构连梁设计探讨[J].科技创业家,2011,(02)
[3]汪运梅. 框架-剪力墙结构关键构件的受力分析研究及工程应用[J]. 合肥工业大学,2010,(01)
[4]何添荣.浅谈高层建筑框架剪力墙结构抗震设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2012,(16)
[5]李晓娟.高层建筑中超长框架剪力墙结构无缝设计的措施探讨[J].科技风,2010,(13)
关键词：高层建筑；剪力墙；连梁
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一般情况下，高层剪力墙中连粱的跨度较小、截面积较大，并且连梁的两端和剪力墙相互连接。剪力墙对于连梁的约束功能比较大，所以在水平作用力下，高层建筑剪力墙中的连粱的内力通常较大。我们在实际的设计过程中，主要是通过增加剪力墙洞口的宽度来提高连梁的跨度、降低连粱的刚度、减少剪力墙对于连梁的约束力，与此同时，我们还通过对某些具有比较大的内力的连粱进行调整来确保每一层的连粱都能够达到均匀的受力。然而，即使这样也有一些连粱出现超筋现象，对于高层剪力墙中连梁来说，我们国家对其没有比较明确的规范，这就使得连梁的设计人员在进行设计的过程中经常处于迷茫和无所适从的状态，有的设计人员为了完成任务，甚至进行随意设计，进而导致连粱的设计不规范、不科学，从而影响到整个剪力墙的刚度和强度。
一、高层剪力墙中连梁截面的限值标准
（一）在剪力墙中，对于连粱的破坏类型可以大致分为脆性的破坏以及延性的破坏两种。所谓的脆性破坏主要是指剪压破坏，当连梁发生破坏以后，墙肢会失去连粱对其的约束作用，导致整个结构所具有的侧向刚度发生降低以及墙肢的弯矩发生增加。在我们国家相关的文件规定中严格给出了高层建筑剪力墙中连粱截面所具有的剪压比限值：
式中，V主要代表的是连粱端部的截面组合所具有的剪力的设计值。的取值如下所示：当连梁的跨高的比值高于2.5时，为0.20；当连梁的跨高的比值低于2.5时，为0.15；当连梁的设计属于非抗震状态时，为0.25。为连梁所具有的抗震承截力的调整系数，其主要功能是对钢砼截面进行抗剪，取值如下：当连梁的设计属于抗震设计时，为0.85；当连梁的设计属于非抗震设计时，为1.0。
（二）一般情况下，在荷载作用力下，连梁的端部截面所具有的剪力设计数值的主要计算公式如下：
式中，表示在水平方向的荷载作用力下，连梁左端所具有的弯矩的设计数值，而则表示在水平方向的荷载作用力下，连梁右端所具有的弯矩的设计数值。是连粱所具有的净跨度。代表在竖向的荷载作用力下，连粱截面所具有的剪力的设计数值。作为剪力增大的系数值，其数值如下：当连梁处于一级抗震状态时，为1.05；当连梁处于二级抗震状态时，为1.05；当连梁处于三级、四级或者非抗震状态时，为1.0（其中，表示连梁纵筋所具有的实配系数，我们可以采用连梁左端以及右端所具有的实配面积的和与计算面积的和的1.1倍进行计算）。由于剪力墙中连梁的跨度比较小，因此，在竖向荷载作用下而引起的剪力程度并不大，通常可以略掉对公式进行简化：
由于，则，我们假设，则。通过实际分析得到：如果连梁属于一级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.224/，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.168/；如果连梁属于二级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.224，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.168；如果连梁属于三级、四级抗震状态，当连梁的跨高的比值高于2.5时，K为0.236，当连梁的跨高的比值低于2.5时，K为0.176；如果连梁属于非抗震状态，则K为0.25。
（三）通过以上内容我们可以了解到，如果连粱进行内力降低操作，比如说折减连梁的刚度，此时若连梁两端所具有的弯矩和还大于，我们就可以说连梁截面的刚度非常大，从而导致连粱端部所具有的内力加大，最终没有办法满足有关的剪压比规定。所以，我们需要减小连粱所具有的刚度，降低连粱端部所具有的内力，进而确保连梁端的弯矩和小于。
二、高层剪力墙中连梁抗弯的基本设计方案
（一）我们知道，连粱的弯矩是通过水平作用力提供的，所以说，连梁截面的配筋需要依照水平作用力产生的弯矩分布实行，下面我们给出连梁在水平作用力下产生的弯矩分布：
如图所示，连粱两端所具有的弯矩与通常没有太大的差别，因此，我们可以假设，从而使得粱顶以及粱底所具有的钢筋的面积大致相等。在对高层剪力墙中连梁抗弯进行设计的过程中需要充分考虑上述特征，针对截面使用上下对称的配筋形式。我们假设梁顶或者粱底所具有的钢筋的面积是A，则有：
则
（二）我们知道，由于砼所承受压力区域的高度较小，我们在实际的设计过程中并没有对砼的受压情况进行科学考虑，这就导致实际中没有考虑到纵筋的超筋现象，也就是说我们将截面所具有的弯矩全部由截面上下所实行的拉压钢筋进行承担，所以，当使用上下对称方式对连梁进行配筋操作时，只需要符合一定的剪压比规则，就可以避免超筋现象。
三、对高层剪力墙中连梁的刚度进行调整
如果连梁发生抗剪超筋现象时，需要对其进行刚度减低操作，从而使得连梁两端所具有的弯矩和小于或者等于。假设连粱的高度是h，计算中使用的连粱刚度的降低系数是，则连粱所具有的抗弯刚度是，计算得连梁两端所具有的弯矩设计数值为和，这个时候则有。
四、高层剪力墙中连梁的设计意见
（一）现如今，许多工程设计院均使用SATWE或者TAT等计算软件对高层剪力墙的连梁进行设计，并且它们都会在软件的总信息菜单里面给出连粱刚度发生折减的具体系数，进而方便用户者进行选择。按照工程的有关规定，一般情况下，连粱发生折减的系数需要大于或者等于0.60，所以，在对连梁进行设计的过程中，我们可以依据实际情况，把连梁所具有的刚度进行折减，如果抗剪以后还是超筋，那么我們可以通过计算其内力来查询超筋连粱所具有的弯矩的设计数值与，最后再按照下面的式子对连粱所具有的截面高度进行调整：
式中，为连梁降低的高度。
（二）我们需要了解的是，对于连梁的设计来说，其性质会由于不同的水平作用力而发生差别。一般情况下，在设计连梁的抗风结构时，我们可以适当地增加连粱的刚度以及承受能力，如果想要提高剪力墙的刚度，我们可以设计小的开口墙，从而降低墙体的超筋现象。然而，在抗震的连梁结构里，为了确保连梁的结构更加理想化，我们不能够将连粱所具有的截面设计太大，需要尽可能地降低甚至于避免出现小开口墙的设计形式。
五、结语
通过上面的叙述我们了解到，高层建筑的剪力墙中连梁的设计需要受到许多因素的共同制约，因此，连梁设计是否合理，将直接地影响到高层建筑剪力墙所具有的受力功能，进而影响到整个建筑的合理与安全问题。所以，对于高层建筑剪力墙中的连梁进行合理地设计是确保整个建筑处于安全状体的主要措施。
参考文献：
[1]张敏. 高层建筑剪力墙中连梁的合理设计[J].有色冶金设计与研究,1999,(09)
[2]王志禹. 对高层建筑剪力墙结构连梁设计探讨[J].科技创业家,2011,(02)
[3]汪运梅. 框架-剪力墙结构关键构件的受力分析研究及工程应用[J]. 合肥工业大学,2010,(01)
[4]何添荣.浅谈高层建筑框架剪力墙结构抗震设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2012,(16)
[5]李晓娟.高层建筑中超长框架剪力墙结构无缝设计的措施探讨[J].科技风,2010,(13)