高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题
【摘要】本文首先对连梁的特点、受力机理及破坏形态进行介绍,进而从连梁设计中几个问题、连梁设计的建议这两个方面对高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题进行阐述。
【关键词】高层建筑;剪力墙;结构;连梁设计 一、前言
连梁剪力墙结构在高层建筑结构中占据着重要的地位,因此我们需要对连梁设计中的问题进行分析,以便更好地提高设计的质量。
二、连梁的特点、受力机理及破坏形态
1.连梁的特点
众所周知,剪力墙结构是现代商品住宅的主要形式,合理设计的剪力墙结构具有良好的延性。该结构的延性主要通过连梁实现,连梁是高层建筑的刚度调节器,是高层建筑主要耗能构件,是抗震设防的第一道防线,它的合理设计将为整个结构的延性做出重大贡献。下面我们来认识一下连梁。
2.受力机理
在剪力墙结构、框架-剪力墙结构及筒体结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。连梁的特点是截面大,跨度小,与之相连的墙体刚度一般都很大。在水平荷载(风或地震荷载)作用下,连梁内力也很大。同时在高层建筑中,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,这个差值也会引起连梁内力。下面以双肢墙为例说明连梁的受力机理:
离地面距离为X的某一水平截面处的弯矩为M,则由平衡条件可知:
M=(M1+M2)+Na。
M1、M2——单片剪力墙所承担的弯矩
Na——由两片墙肢整体工作的组合截面所承担的弯矩,即整体弯矩。N为墙肢轴力,一肢受拉,一肢受压;a为两片墙肢形心间的距离。
由上述公式可见:1)任意截面X的弯矩M是由局部弯矩(M1+M2)和整体弯矩Na两部分组成的,整体弯矩大,局部弯矩就小。
2)任意一个截面上的整体弯矩等于该截面以上所有连梁约束弯矩的总和。因此可以说,整体弯矩由连梁提供;整体弯矩越大,说明两个墙肢共同工作的程度