（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司，安徽合肥230601）
摘要：在当前我国城市高层建筑建设当中，我们应该重点关注建筑结构的设计和施工，而对于结构设计来说剪力墙是至关重要的一部分，剪力墙的合理设计是极为必要的，而对于剪力墙来说连梁又是必不可少的，所以我们应该重点关注剪力墙中连梁的相关设计和施工问题。本文从高层建筑剪力墙连梁的重要性出发，阐述了剪力墙和连梁在地震作用下的破坏形式，并对其设计要点进行了详细分析。
关键词：高层建筑；剪力墙结构；连梁设计
前言
连梁为剪力墙结构设计中重要部分，具有梁截面大、跨度小的有点，对提高建筑工程结构稳定性与安全性具有重要意义。另外，连梁结构受建筑工程风荷载、地震荷载以及水平作用力等因素的影响下，会产生比较大的内力，出现不均匀压缩的问题，导致连梁结构两端出现不同程度的竖向位移，对工程结构整体效果造成影响。因此必须要结合连梁结构特点进行分析，从不同角度对各项因素进行分析，并选择合适的措施进行优化。
1高层建筑剪力墙结构中连梁的重要性
对于高层建筑的结构来说剪力墙是极为关键的一部分，剪力墙主要的作用就是承担高层建筑所产生的较大的载荷压力，尤其是高层建筑的压力是极为巨大的，所以需要我们格外重视剪力墙的设计和施工。在剪力墙中连梁又是必不可少的一部分，对于高层建筑剪力墙中所用到的连梁来说，其连梁跨高一般都比较小，和一般的民用建筑相比这种结构的连梁更需要我们进行专门的设计，尤其是在连梁所承受压力的计算和设计中更需要我们慎重考虑，高层建筑的剪力墙中的连梁一般来说很少有水平的，大部分都要承受更为严峻的压力考验，尤其是一旦在剪力墙连梁设计中出现问题的话就会很容易导致连梁出现弯曲甚至是变形，对整个剪力墙结构造成较大影响，最终影响到整个的高层建筑结构，出现安全隐患。在剪力墙中的连梁发挥作用中最为关键的一点是需要我们注意连梁两端的塑性铰，塑性铰能够在较大程度上确保整个连梁的弹性，进而能够更好地应对施加在剪力墙连梁上的压力，有利于整个剪力墙的稳定。
2剪力墙和连梁在地震作用下的破坏形式
在水平剪力墙高层建筑的耦合作用下，会产生两种破坏模式，即脆性破坏（也被称为剪切破坏）和延性破坏（也称为弯曲破坏）。
常见的联肢剪力墙脆性破坏有两种情况：一种情况是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪的能力不够而发生剪切破坏，导致快速的抗剪承载力的损失，甚至导致结构的突然崩溃，这是设计时必须要加以避免的。另一方面，即使连梁剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使连梁丧失对联肢剪力墙各墙肢的约束作用，在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，联肢剪力墙的各墙肢将成为单片的独立墙，这会极大地降低结构的侧向刚度，使墙肢弯矩加大。连梁发生剪切破坏时，结构尚未丧失承载能力，因此，在墙肢破坏前，只要连梁不承担竖向荷载较大，它是不太可能导致建筑物的倒塌。联肢剪力墙的延性破坏，又可以分为两类：一个是连梁先屈服，墙肢随后屈服；另一个是连梁不屈服，墙肢首先发生弯曲破坏。在这种情况下，在极限变形损伤小，建筑物的抗震要求，尽管这是延性破坏，但吸收地震能量的能力低，尽量避免这种情况的发生。
当连梁有足够的延性时，它可以通过塑性铰的能量的变形吸收了大量的能量。同时，通过塑性铰传递弯矩和剪力，这能对墙肢起到一定约束作用，使联肢剪力墙保持足够的刚度和强度。这是结构设计中需要考虑的问题，为了有效地发挥其性能。为了满足对梁的延性剪力墙延性的要求，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，应注意保证连梁的延性。
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3高层建筑剪力墙结构连梁结构设计要点分析
3.1连梁内力分析
通过对塑性调服的设计可以改变结构的剪力值，进而可以适当的对结构内力进行调整。一般在选择进行塑性调幅处理时，可以从两个方面来进行：一方面为计算出内力值后，把连梁弯矩以及剪切力组合值与折减系数相乘；另一方面则是在折减连梁刚度之前完成内力值的计算。两种方法的应用需要从实际需求出发，无论是选择用哪种均可以降低连梁内里，并且在一定程度上减少配筋量。但是就实际经验分析，如果在结构计算是已经完成刚度折减处理，将会对折减调幅范围造成限制，影响设计效果。在实际设计中，无论是选择用哪种方案，均要确保连梁调幅后数值要大于正常使用值，并且要做好对地震设防数据的分析，保证连梁结构在受到地震作用影响后，建筑不会出现裂缝，以降低工程结构的安全威胁。
3.2连梁刚度分析
对于高层建筑剪力墙连梁结构来说，一般均具有比较高的内力，可以结合此特点来选择合适的措施进行优化设计。连梁跨度比较小，并且与其相连的墙肢刚度非常大，这样连梁在屈服时就会导致梁端部位出现裂缝，降低了结构刚度，同时也会使得连梁内力被重新分配。从结构刚度角度进行分析，设计时可以依据实际情况来进行折减处理，但是必须要将折减系数控制在0.55以上。一般情况可以在0.55～1范围内取值，确保可以完全满足工程建设需求。
另外，高层建筑工程上部结构受风力荷载作用力影响也比较大，基于此在进行设计时，可以适当的提高结构刚度以及承载力，来增大工程整体刚度，同时也可以减少钢筋用量。同时还需要采取措施来做好抗震设计，结合当地地质地形以及气候环境等，控制好连梁结构的尺寸，避免尺寸过大造成剪力作用增大，提高结构的稳定性。
3.3连梁延性设计
通过对连梁结构延性的优化设计，可以提高建筑工程结构的抗震性能，降低地震作用对工程结构造成的影响。在针对延性内容进行分析时，要保证连梁所受内力在设计允许范围内，并且还要提高建筑结构设置的合理性。常用的优化方式为使用交叉斜筋，施工时将其设置到连梁结构内部，争取提高结构延性性能。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面受剪承载力不够的情况，这时可以增加洞口宽度，以减少连梁刚度。
3.4主梁结构支座设计
在对连梁结构进行设计时，尤其是对于部分建筑工程为追求特殊功能，而利用连梁作为主梁支座。针对此种情况进行设计时，必须要采取合适的措施对其进行加固处理，确保结构不会受外界因素影响而发生损坏。如提高结构配筋率、抗弯计算优化以及加设倾斜方向构造钢筋等，也可以针对实际情况来适当增加与连梁相接墙肢的钢筋数量，尽最大程度上来削减外部因素对连梁结构稳定性与坚固性造成的影响。
3.5连梁截面高度设计
如果遇到连梁剪应力大于限制值情况是，只需要按照要求来设计截面高度即可，但应避免截面高度过大而造成剪应力增大，影响建筑工程结构的稳定性。如果适当的降低连梁截面高度，会使得连梁刚度降低，确保可以将结构承载力控制在限制值范围内，削减地震作用对工程结构造成的不良影响。尤其是要注意门窗部位结构的设计，经常会存在连梁超筋问题，即可以通过调整截面高度的方法对结构设置效果进行优化。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，调整幅度不宜大于20%，且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。其中，必须要保证连梁截面高度的适宜度，避免连梁高度过小，所能够削弱的地震作用能力较小，并不能有效减弱对墙肢结构造成的损坏。
4结语
总而言之，连梁为建筑工程剪力墙结构重要组成部分，在对其进行设计时，需要从多个角度进行分析，结合其所具有的特点，分析设计过程中经常会遇到的问题，确定各类质量病害发生的原因，并基于此来选择合适的措施进行优化，不断提高工程结构设计效果。
参考文献：
[1]范小平．高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J]．低温建筑技术，2012（11）
[2]张东辉．高层建筑剪力墙连梁设计遇到的问题[J]．中国科技信息，2009（12）
[3]张月猛，刘洪萍．浅析剪力墙连梁在高层建筑中的设计方法[J]．民营科技，2010（05）
论文作者:斯陈东,胡均亮
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：结构论文; 剪力墙论文; 延性论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 内力论文; 截面论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;