摘要：现今高层建筑构造中使用最多的就是剪力墙结构，将其运用于建筑结构总体设计中，可增强建筑的总体及防震功能，更能突显出剪力墙构造的重要性。而且要加大剪力墙结构连梁设计探究的力量，深入提升剪力墙构造连梁设计水准，在达到人们对建筑要求的同时，保证建筑总体质量的全方位提升。
关键词：高层建筑；剪力墙；连梁设计；设计要点
引言：
对于高层建筑剪力墙结构连梁设计，要注意折减问题、风荷载问题等。在设计过程中，做好常见问题的把控，尤其是刚度和强度的把控。合理选择连梁形式，应用BIM技术优化设计，做好设计全方面的把控，保证设计的质量。
1 连梁在剪力墙结构中的作用
剪力墙中的连梁通常梁高较大，跨度却相对较小，剪力墙结构在高层民用建筑中采用，连梁跨高比小于2.5，有时甚至接近1。这种连梁的受力性能不同于垂直荷载下的深梁，在水平荷载下其与墙肢相互作用，产生的约束弯矩和剪力在梁的两端方向相反且力较大，可能会使梁产生较大的剪切变形，使之出现斜裂缝；同时，在高层建筑中，由于连梁两端墙肢的不均匀压缩，也会使连梁产生内力。在结构设计中，即使采取在连梁中部开水平缝；剪力墙洞口宽度增加；对局部内力过大的连梁进行调整；在内力和位移计算梁的刚度降低，降低连梁措施的内在力量，是使梁的截面设计依据与相关的要求非常困难。较理想的剪力墙极限状态应是：第一次出现在某层连梁两端出现塑性铰，然后逐渐扩展，直到连梁两端壁底前塑性，塑性铰的出现，而其他部分的壁保持弹性，这样对最大限度地发挥结构抗震能力作用明显因此，在设计的剪力墙结构中，增加连梁的延展性是关键，应使其在理想的机构中满足需要，同时，有效增加墙肢底部的承载能力，并对该处的混凝土截面进行足够的约束。
2 高层建筑剪力墙结构连梁设计实例分析
2.1 工程概述
以某模拟建筑工程为例，设计使用年限为50a，建筑抗震设防烈度为7度，建筑主体结构为剪力墙，裙房部分为框架结构。建筑总面积为6325.36m2，东西向长度为41m，南北长度约为15.2m。建筑平面图如图1所示。
图1 建筑平面图
2.2 设计指标
对于建筑主体剪力墙的布置，X向的墙肢较长，Y向墙肢中相对较长，墙肢尽量设计为T形或者L形。高度比要＞8。通过采取系列措施，保证剪力墙结构指标能够达到建筑规范。总体指标直接影响着建筑结构总体判别，若刚度过大，周期过短，极易增加地震效应，造成资源浪费。若刚度效小，建筑结构变形大，极易影响建筑物的使用性能。基于此，需要合理控制设计指标。
2.3 基础设计
由于埋深的要求，通常情况下高层建筑需要设置地下室。使用筏板基础，做好筏板厚度的把控，保证建筑结构的安全性以及工程建设效益。此建筑工程地上部分12层，地下1层。基于建筑勘察数据，筏板厚度选择为1000mm，考虑到建筑效益，经过计算，最终选择800mm。在选择基础形式时，要做好方案对比分析，选择最佳的基础方案。此建筑工程长度50m，超过了规范要求，即45m，基于此采取后浇带的方式，解决建筑结构过长问题。
2.4 剪力墙设计
此建筑剪力墙布置，刚心和质心x向的位置相应；刚心和y向的差为0.5m。采取此方案，不仅能够减少扭转效应，还能够保证经济性。将主梁布置在建筑剪力墙上，需要在对应的位置布置暗柱，实现弯矩控制。剪力墙参数如表1所示。在外侧布置水平钢筋，在内侧布置竖向钢筋。按照高层建筑规范，设置构造边缘构件。
表1 剪力墙参数
3 有关高层建筑中剪力墙连梁设计的几点建议
3.1 对连梁刚度折减
我们知道连梁的跨高比不大，而受到墙肢刚度相对大等因素的影响，连梁的内力相对大，从而容易造成梁端发生裂缝，内力实施重新分布，所以在对结构实施内力计算时，需要对连梁刚度实施折减。依据《高层建筑混凝土结构技术规程》中的条款规定“在内力和位移计算中，抗震设计的框架—剪力墙或剪力墙构造中的连梁刚度能给予折减，不能小于0.5”的折减系数。
3.2 加连梁跨度减少高度
在设计连梁中，刚度折减后，依然也许会出现连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的状况，这时能够增加洞口的宽度，以让连梁刚度减少。使结构的整体刚度减少了，也就使地震作用的影响减少了，让连梁的承载力有可能不超限。假如只是一些连梁超筋或超限，则能使用调整连梁内力来解决。不能大于20%的调整幅度，而且连梁一定满足“强剪弱弯”的要求。
3.3 连梁的内力调幅
把连梁弯矩和剪力实施塑性调幅，以使剪力设计值降低。塑性调幅能使用2种方法，首先是在计算内力前实施折减连梁刚度，其次是在计算内力以后，把连梁弯矩与剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是使连梁内力与配筋减小。然而在计算结构中已对连梁实施了刚度折减的连梁，其调幅区域要限制或不再进行调整。当一些连梁降低弯矩设计值后，要相应提高其余位置连梁与墙肢的弯矩设计值。不管使用哪种方法，连梁调整后的弯矩、剪力设计值不能低于应用情况的值，也不能低于比设防烈度低一度的地震组合所得的弯矩设计值，以避免在正常应用条件下或相对小的地震作用下连梁发生裂缝。
3.4 连梁超限、超筋
具体如下：第一，加大洞口宽度，增加连梁的跨度。第二，降低连梁刚度，考虑在水平力作用下，连梁因为开裂而降低刚度，所以在实施弹性内力分析时，连梁刚度合理的降低。连梁6、7度的刚度折减系数时能取0.7，8、9度时能取0.5，并不能小于0.5，以确保连梁承受竖向荷载的能力。降低连梁刚度，内力转移到墙体上，然而要注意折减系数不能小于在平时应用荷载作用下的内力，也就是说在竖向荷载与风荷载功能下的内力，尤其是风荷载相对大的区域。不然平时连梁也许会开裂，影响正常应用，在这种状况下，我们能够考虑不折减连梁刚度，并依照设防烈度6度的状况实施验算。第三，墙体厚度的增加，也就是增加连梁的宽度，而增加墙厚所形成的地震力不依照墙厚比例分配给墙体，而是小于这个比例，因此承载力不超限。第四，提升混凝土强度等级，混凝土等级和结构抗剪强度相关，提升混凝土的等级能够使结构的抗剪强度提高，增加弹性模量，所以能够避免连梁超限。第五，设置成双连梁，使用在连梁中部设置水平缝的方法，把整个截面高度的连梁分割成2个截面高度一样的小截面连梁，就是连梁依照抗剪截面相等的原则等效。等效后宽度为小截面连梁宽度2倍，相等的高度和小截面连梁。第六，处理连梁的铰接。当连梁的破坏不会直接影响到承受竖向荷载时，把连梁两端依照铰接处理，在大震下，连梁终止工作，重新分配独立墙肢的内力，因此依照第二次多遇地震作用下独立墙肢的构造内力分析，墙肢依照两次计算所得的相对大内力实施配筋设计，确保墙体安全。
结束语
在高层建筑中连梁的设计中影响因素很多，建筑要求、连梁的刚度、高跨比、墙肢的内力、墙肢的刚度等均可能产生影响。因此，在设计中应根据“强墙弱梁”的设计原则，同时，按照“强剪弱弯”的设计连梁，以避免结构损伤的发生。然后考虑其他因素，为了达到理想的结果。
参考文献：
[1]李颖.高层建筑剪力墙结构连梁设计问题[J].中外企业家.2017（06）
[2]郑辉滨.浅谈对高层建筑剪力墙连梁的认识[J].福建建筑.2016（09）
[3]于彦滨.浅谈高层建筑剪力墙结构连梁设计[J].科技经济导刊.2017（19）
论文作者:蒋岩
论文发表刊物:《房地产世界》2019年2期
论文发表时间:2019/7/15
标签：内力论文; 剪力墙论文; 刚度论文; 结构论文; 弯矩论文; 截面论文; 荷载论文; 《房地产世界》2019年2期论文;