论文部分内容阅读
摘要：一些高层建筑因为平面形状布置不规则，经常会发生扭裂等安全问题。本文以某楼的扭转问题为例，分析说明了高层建筑因为平面形状布置不规则所产生的问题，并分析了其受力特性，给出了工程设计中的一些技术问题，尤其是剪力墙连梁超筋的处理，为同类建筑提供了可借鉴的经验。
关键词：住宅楼；平面形状不规则；约束边缘构件；强剪弱弯；连梁；抗震缝
0 引言
随着我国经济的迅速增长，建筑行业的发展也随之快速向前，人们在设计建筑时已不仅考虑到实用的方面，也开始思考如何彰显建筑独有的风格。但是由于设计不合理或者是设计不严谨等原因，一些平面形状不规则的建筑容易发生扭转等问题，这对建筑造成了极大地影响。下面以某楼为例进行讨论分析。
1 概述
某楼组成平面形状为“L”型的联塔式建筑，平面形状不规则，X向和Y向刚度不均匀导致建筑物严重的扭转，内纵墙的剪力墙连梁超筋。本论文主要针对这一问题，给出了在实践中解决实际问题的一些方法。
2 工程概况
某楼位于小区院内，为一梯4～5户联塔式高层住宅楼，总建筑面积24000m2，总高48.600m。其中地下二层为五级人防，地下一层为自行车库；地上16层～18层。结构形式：主体为钢筋混凝土剪力墙结构，墙下平板式筏板基础，本工程位于洪冲积扇中部，基础埋深8.4m，持力层为③层圆砾，局部夹有细砂层，地基土承载力标准值fka=250kPa，地基土承载力较高，为低压缩性土，场区地基土属于同一地质单元，属于均匀地基，地基土稳定性好，场地地基土无液化。根据抗冲切计算，底板厚度为600mm，基底反力均匀，满足设计要求。
3 剪力墙结构设计中连梁超筋
剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。在某段剪力墙各墙肢通过连梁形成整体，成为联肢墙，依靠连梁的约束弯矩达到使此墙段具有较大的抗侧刚度。
连梁是一种很有特点的构件。在不考虑地震时，连梁对承受垂直荷载有足够的能力，在考虑地震时连梁内力迅速则大，受力状态复杂，一旦开裂，结构刚度马上下降，地震力减少。连梁开裂对结构破坏造成的后果不象其他构件那么严重。连梁在剪力墙结构中起着重要的调节作用。对连梁的设计除了承受垂直荷载，主要考虑它对整体结构的贡献，而它本身在地震荷载作用下开裂是允许的，而且希望它先于墙肢开裂，因此过大的纵筋不是安全的做法。
4 连梁超筋设计中采取的特殊处理措施
4.1 基本原理
剪力墙的延性破坏合理的形式应该是连梁首先屈服，最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时，它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时，通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求是非常高的。因此，在设计高层建筑剪力墙时，必须十分注意保证连梁的延性要求。
4.2 连梁超筋的部位
根据某楼整体结构计算输出结果配筋简图，从地上四层至地上12层，在长向内纵墙的有些门洞处，洞口连梁自下而上均存在超筋的现象。
通过以前所做工程的比较，连梁易超筋的部位有以下特征：竖向楼层在一般剪力墙结构中，总高度的1/3左右的楼层，平面中，当墙段较长时其中部的连梁，某墙段中墙肢截面高度（即平面中的长度）大小悬殊不均匀时，在大墙肢连梁易超筋。
4.3 连梁超筋的实质
通过对某楼整体结构计算输出结果超配筋信息文件可以得到连梁的超筋均是剪力不满足剪压比的要求。《高规》中规定了在有地震作用组合时跨高比大于2.5时，连梁剪力设计值应满足Vb≤1/rRE（0.20βCfCbbhb0）；跨高比不大于2.5時，连梁剪力设计值应满足Vb≤1/rRE（0.15βCfCbbhb0）。《高规》中规定了连梁截面抗剪的最大剪压比限值，如果超此限值，连梁的破坏将是脆性的剪切破坏。
4.4 采取的处理措施
4.4.1 连梁刚度的折减
在水平荷载作用下，混凝土开裂将引起连梁的刚度降低。固地震作用或风荷载作用下，连梁刚度可以折减。刚度折减的越多（折减系数越小），意味着设计荷载作用下裂缝开展的越大。对于以风荷载为控制因素的建筑中，为了避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值。某楼以地震作用为控制因素，刚度折减系数取为0.55，意味着在地震作用下允许连梁先行开裂。
4.4.2 增加洞口的宽度，减少连梁的高度
增加结构洞的形式，调整连梁的刚度。当墙肢长度大于8m时，剪力墙结构的刚度过大会造成地震作用时此墙肢引起的剪力很大，设置超筋。规范允许墙肢长度大于8m，用施工洞划分为小墙肢，但是如果洞口过大，洞口处的连梁无法满足抗弯设计的要求，所以一定要合理调整此类墙肢的长度。
连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。封堵施工洞及结构洞时要采取措施，以防正常使用情况下，不同材料的连接处出现裂缝而引起纠纷，同时要考虑封堵材料的刚度对剪力墙的作用因素，例如采用聚苯夹心墙体做法。
5 结语
现代抗震设计中有着多重保护的思想，以达到抗震的目的。多重保护能根据各种构件破坏对整体结构的影响程度不同，有意识地去调整各构件的韧度强弱，让次要构件在抗震中先损坏，来减轻主要构件的地震作用。我们通过合理的配筋和构造，可以使钢筋混凝土结构成为延性的结构，这对建筑的抗震十分重要，能使建筑做到裂而不倒。
参考文献：
[1]张帏.高层建筑剪力墙结构连梁设计及超筋处理分析[J].中国房地产业，2013年第2期.
[2]纪福宏 郭惠琴.剪力墙连梁超筋的处理[J].山西建筑，2005年07期.
关键词：住宅楼；平面形状不规则；约束边缘构件；强剪弱弯；连梁；抗震缝
0 引言
随着我国经济的迅速增长，建筑行业的发展也随之快速向前，人们在设计建筑时已不仅考虑到实用的方面，也开始思考如何彰显建筑独有的风格。但是由于设计不合理或者是设计不严谨等原因，一些平面形状不规则的建筑容易发生扭转等问题，这对建筑造成了极大地影响。下面以某楼为例进行讨论分析。
1 概述
某楼组成平面形状为“L”型的联塔式建筑，平面形状不规则，X向和Y向刚度不均匀导致建筑物严重的扭转，内纵墙的剪力墙连梁超筋。本论文主要针对这一问题，给出了在实践中解决实际问题的一些方法。
2 工程概况
某楼位于小区院内，为一梯4～5户联塔式高层住宅楼，总建筑面积24000m2，总高48.600m。其中地下二层为五级人防，地下一层为自行车库；地上16层～18层。结构形式：主体为钢筋混凝土剪力墙结构，墙下平板式筏板基础，本工程位于洪冲积扇中部，基础埋深8.4m，持力层为③层圆砾，局部夹有细砂层，地基土承载力标准值fka=250kPa，地基土承载力较高，为低压缩性土，场区地基土属于同一地质单元，属于均匀地基，地基土稳定性好，场地地基土无液化。根据抗冲切计算，底板厚度为600mm，基底反力均匀，满足设计要求。
3 剪力墙结构设计中连梁超筋
剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。在某段剪力墙各墙肢通过连梁形成整体，成为联肢墙，依靠连梁的约束弯矩达到使此墙段具有较大的抗侧刚度。
连梁是一种很有特点的构件。在不考虑地震时，连梁对承受垂直荷载有足够的能力，在考虑地震时连梁内力迅速则大，受力状态复杂，一旦开裂，结构刚度马上下降，地震力减少。连梁开裂对结构破坏造成的后果不象其他构件那么严重。连梁在剪力墙结构中起着重要的调节作用。对连梁的设计除了承受垂直荷载，主要考虑它对整体结构的贡献，而它本身在地震荷载作用下开裂是允许的，而且希望它先于墙肢开裂，因此过大的纵筋不是安全的做法。
4 连梁超筋设计中采取的特殊处理措施
4.1 基本原理
剪力墙的延性破坏合理的形式应该是连梁首先屈服，最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时，它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时，通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求，对连梁的延性要求是非常高的。因此，在设计高层建筑剪力墙时，必须十分注意保证连梁的延性要求。
4.2 连梁超筋的部位
根据某楼整体结构计算输出结果配筋简图，从地上四层至地上12层，在长向内纵墙的有些门洞处，洞口连梁自下而上均存在超筋的现象。
通过以前所做工程的比较，连梁易超筋的部位有以下特征：竖向楼层在一般剪力墙结构中，总高度的1/3左右的楼层，平面中，当墙段较长时其中部的连梁，某墙段中墙肢截面高度（即平面中的长度）大小悬殊不均匀时，在大墙肢连梁易超筋。
4.3 连梁超筋的实质
通过对某楼整体结构计算输出结果超配筋信息文件可以得到连梁的超筋均是剪力不满足剪压比的要求。《高规》中规定了在有地震作用组合时跨高比大于2.5时，连梁剪力设计值应满足Vb≤1/rRE（0.20βCfCbbhb0）；跨高比不大于2.5時，连梁剪力设计值应满足Vb≤1/rRE（0.15βCfCbbhb0）。《高规》中规定了连梁截面抗剪的最大剪压比限值，如果超此限值，连梁的破坏将是脆性的剪切破坏。
4.4 采取的处理措施
4.4.1 连梁刚度的折减
在水平荷载作用下，混凝土开裂将引起连梁的刚度降低。固地震作用或风荷载作用下，连梁刚度可以折减。刚度折减的越多（折减系数越小），意味着设计荷载作用下裂缝开展的越大。对于以风荷载为控制因素的建筑中，为了避免连梁在使用荷载作用下裂缝开展过大，刚度折减系数应取较大值。某楼以地震作用为控制因素，刚度折减系数取为0.55，意味着在地震作用下允许连梁先行开裂。
4.4.2 增加洞口的宽度，减少连梁的高度
增加结构洞的形式，调整连梁的刚度。当墙肢长度大于8m时，剪力墙结构的刚度过大会造成地震作用时此墙肢引起的剪力很大，设置超筋。规范允许墙肢长度大于8m，用施工洞划分为小墙肢，但是如果洞口过大，洞口处的连梁无法满足抗弯设计的要求，所以一定要合理调整此类墙肢的长度。
连梁本身必须满足非抗震设计的承载能力和正常使用极限状态的设计要求。封堵施工洞及结构洞时要采取措施，以防正常使用情况下，不同材料的连接处出现裂缝而引起纠纷，同时要考虑封堵材料的刚度对剪力墙的作用因素，例如采用聚苯夹心墙体做法。
5 结语
现代抗震设计中有着多重保护的思想，以达到抗震的目的。多重保护能根据各种构件破坏对整体结构的影响程度不同，有意识地去调整各构件的韧度强弱，让次要构件在抗震中先损坏，来减轻主要构件的地震作用。我们通过合理的配筋和构造，可以使钢筋混凝土结构成为延性的结构，这对建筑的抗震十分重要，能使建筑做到裂而不倒。
参考文献：
[1]张帏.高层建筑剪力墙结构连梁设计及超筋处理分析[J].中国房地产业，2013年第2期.
[2]纪福宏 郭惠琴.剪力墙连梁超筋的处理[J].山西建筑，2005年07期.