剪力墻結構連梁剛度對抗震性能影響分析

田龍輝

（黑龍江寶宇建設工程有限公司，哈爾濱 150076）

1 剪力墻結構連梁的工作原理以及破壞機理

高層建筑剪力墻中的連梁在水平作用下的破壞形式有兩種：一是脆性破壞，二是延性破壞。當連梁出現脆性破壞時，基本就喪失了其承載能力。當大多數的連梁都出現剪切破壞時，各個墻肢就失去了連梁對其的束縛作用，就會分散形成不同大小的獨立墻肢，進而墻體的側向剛度大幅度降低，出現變形等情況，最終會導致整個墻體的倒塌。當連梁出現延性破壞時，梁端就會出現垂直的裂縫，受應力影響的受拉區也會出現輕微的裂縫，而這時如果受到地震的影響，很有可能會在墻體上形成交叉的裂縫，使得墻體的結構剛度變低，墻體變形。與此同時，墻體也吸收了大量地震帶來的能量，墻體受延性的影響，使得其對墻肢起到了一定的約束作用，保證了剪力墻可以有足夠的剛度以及強度。在剪力墻的延性破壞中，連梁主要起到了一個耗費能量的作用，減少了墻體的受力，但是如果地震反復作用于墻體，最終還是會造成連梁的裂縫不斷擴大，直至徹底破壞。

2 建筑工程中抗震常見問題

2.1 樓板對連梁剛度的增大

樓板對連梁的承載力具有增強的作用，這一作用是有益的，它會直接影響連梁的工作性能。目前現澆鋼筋混凝土的樓板作為連梁的翼緣，對現有連梁的剛度具有一定的增大作用，而且所增大的程度是隨著連梁的截面而定的，連梁截面不同，所凸顯的增大作用也不盡相同。一旦連梁的剛度增加了，一定會使剪力墻整體的結構受地震的作用加劇，因此連梁也會吸收更多的地震所帶來的能量。

2.2 運用降低連梁剛度的方法

連梁剛度大，所受到的地震作用就大，因此我們在剪力墻的結構中經常會遇到連梁截面的超筋、超限現象，就算工作人員按照最高規定去做，也不可能從根本上解決連梁的超筋、超限問題，所以就目前來講，減低連梁剛度是解決超筋、超限的一個有效方法。我們可以在連梁的兩端留有一定的縫隙，縫隙要豎向的，目的是為了減少梁端截面的高度，留出的豎縫我們可以運用聚苯板等壓縮性較強的材料代替，這時連梁的配筋就只是在豎縫之上進行配置，處于豎縫之間這一部分我們可以稱之為連梁的吊板，這一部分我們只需配置合格的構造鋼筋就可以。我們還可以在連梁高度的中間部分留出一條水平的通縫，進而形成一個帶縫的連梁，這種做法可以減少連梁的截面高度，還能夠較大程度地減小連梁的剛度。而對于地震作用控制的連梁，結構剛度如果較大，而且位移比相對規定的還要小，超筋、超限的連梁數量還較多時，我們可以加大連梁的洞口，以減少連梁截面的高度，使連梁的內力減小。不管怎樣留設豎縫，最終都要保證連梁的截面高度大于400mm，以保證連梁具有足夠的承載力和耗能力。

2.3 連梁配筋

處于地震作用下的連梁內力一般都非常大，很容易出現連梁截面超筋、超限的情況，雖然一直在改善這一問題，但是在實際的工作當中，工作人員還是將連梁的箍筋配得很大，這樣做不僅會造成資源的浪費，而且也不能改善結構的抗震性，當連梁的設計剪力超過截面的最大限制值時，增加箍筋配置是不能有效提高連梁的抗剪承載力的。如果縱筋配置過大，會使連梁變成一個強彎弱剪的構件，使得連梁出現脆性破壞，這也是連梁抗震中應該注意的問題。

2.4 降低剪力設計值

在抗震設計的剪力墻中，對于連梁的彎矩以及剪力可以進行調整，降低其剪力的設計值，當部分連梁降低彎矩設計值后，其他的部位連梁以及墻體的彎矩設計值就要相應地進行提高，需要注意的是，連梁調整后的彎矩不應低于實際使用狀況的值。

3 連梁對剪力墻的抗震性能影響

除了連梁的強度和延性對剪力墻的抗震性能具有較大影響之外，連梁的剛度對剪力墻的影響也是非常大的。目前研究出的最理想的狀況是連梁先于墻體屈服，而且要保證墻體具有足夠的延性，使得墻體出現塑性絞，這樣就會對墻肢形成約束，當連梁的剛度以及抗彎承載力較高時，連梁不一定屈服，首先會在墻體出現塑性絞，在底部形成單絞機構，這時只要墻體還沒有發生剪切性破壞，那么這種破壞還是屬于延性破壞的范圍，但是這種結構沒有多絞結構的抗震性能好，如果連梁先出現了剪切破壞時，墻體就會失去其約束作用而形成一個單獨的墻體，使得墻體的側向剛度大幅度降低。

只要墻肢塑性絞具有延性，那么這種破壞性就具有延性，當連梁剛度以及屈服彎矩都較大時，處于水平荷載的墻肢內部其軸力會很大，這樣就會造成墻肢軸力之間差距較大，有可能會造成墻肢較早地出現剪切破壞，這種剪切破壞是一種脆性破壞，基本上是沒有什么延性的，即使存在延性，也是非常小的。

4 結語

建筑物剪力墻連梁剛度對抗震性能的影響是受多方面的因素制約的，因此對連梁的抗震設計也要考慮多方面的因素，其中包括連梁的變形、所破壞的形式以及耗能的能力等。在抗震的性能分析中還是存在著較多的問題，而連梁作為剪力墻結構體系中的主要構件，也是抗震中的主要防線，它的設計合理與否決定著建筑物抗震性能的好壞。

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［2］北京市建筑設計研究院.JGJ3-2002，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，2002.

［3］滕軍，周正根.提高連肢墻抗震性能的連粱耗能構件關鍵技術［J］.工程抗震與加固改造，2007，29（5）.1-6.