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【结构设计新手总结】剪力墙最常见问题整理—连梁超筋问题

发布于：2015-10-14 11:19:14 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

问题（1）一般先减连梁高度，如果仍然超筋，说明该连梁两侧的墙肢过强或者是吸收的地震力太大。
此时，想通过调整使计算结果不超筋是困难的,也是没有必要的。就好比说，它原来没有这个能力，你非要让它有这个能力，这当然很困难。
从连梁的作用来说，首先它是在两个墙肢之间传递内力，对墙肢起到约束作用，其次它是在地震来临时充当第一道防线，起到耗能作用。就此而言，超筋连梁（指抗剪超筋）的设计原则应该是这样的：

1、根据该剪力值计算出连梁端部弯矩（为简化起见，假设反弯点在中点），并作适当折扣（例如，一级乘以0.8），然后根据该弯矩值计算连梁纵筋。

这样做的目的是为了保证连梁的强剪弱弯，故意让连梁先出现塑性铰。当多遇地震来临时，连梁端部弯矩很快达到极限抗弯承载力，出现塑性铰，端部弯矩不再增加。由于弯矩与剪力之间的导数关系，连梁中的剪力也不再增加。而我们在设计的时候，已经保证了在端部弯矩达到极限抗弯承载力的情况下，抗剪能力是有富余的，所以此时抗剪不会破坏。在这种情况下，连梁仍能保证对竖向荷载的承载能力，同时对墙肢有一定的约束能力，并具有变形耗能能力，破坏具有一定延性，基本上满足设计对连梁的基本要求。唯一与计算不符的是，连梁对墙肢的约束作用比计算的要小，其结果是墙肢的内力比计算值要大。所以要适当加强相邻墙肢的配筋。可以把连梁少承担的内力加到墙肢上，计算墙肢配筋。也可以按独立墙肢计算一遍，按较大值配筋。同时，对与超筋连梁在同一位置、不同楼层的的连梁也应适当加强。

根据项目情况的实际调整经验以及相关论坛的总结，解决剪力墙连梁超筋的办法有如下几点：
1、降低连梁刚度,减少地震作用;
a.容许开裂,刚度折减
b.降低梁高
c.洞口加宽,增加梁长
2、提高连梁抗剪承载力;
a.提高混凝土强度等级
b.增加墙厚,增加连梁的截面宽度(墙厚增加的抗剪承载力提高大于地震作用的增加,而梁高加大的结果是地震作用的增加大于抗剪承载力提高,两者是不一样的)

相关规范的规定：
1、抗规6.2.13.2：抗震墙连梁的刚度可折减，折减系数不宜小于0.50。
2、高规7.1.10：不宜将楼面主梁支承在剪力墙之间的连梁上。（很多超筋就是没有注意到这一条）
3、高规7.2.25.1：减小连梁高度。
4、高规7.2.25.3：当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作。

对于高烈度区，或者体形比较不规则的剪力墙结构，连梁超筋是不可不免的，我们这里的做法是，连梁超筋的幅度不超过承载力的20%，连梁超筋的个数不超过总连梁的20%，是可以的，但是要加强超筋连梁上下对应连梁的承载力（抗剪承载力）同时还要加强超筋连梁相对应墙体的配筋！

问题（2）在框剪结构或剪力墙结构中，要做到连梁一根也不超筋，这几乎是件不可能完成的任务。
在计算中，由于考虑构件是按弹性考虑的，墙的刚度远大于连梁的刚度，在墙稍有变形的情况下，连梁会承担极大的弯矩和剪力。此时连梁会先开裂，这正是抗震所要求的连梁成为抗震的第一道防线，也是计算中允许对连梁刚度折减的原因。

根据计算，我们可以得知，连梁截面越大，刚度越好，其越容易超筋。因此，在计算时出现连梁超筋，不要一味地调大连梁高度。对洞口高度较小，上部有较大高度时，可以考虑设成两根连梁，避免出现一根高度很大的连梁。在此情况下，计算时可以假定一根宽度为实际宽度的两倍，高度等同于实际连梁高度的一根连梁，来取代每层有两根连梁。

连梁其跨度往往较小，因此受弯并不是其主要作用，而连梁要保证剪力的传递，这也是规范中对强剪弱弯的一个体现。连梁在开裂后，根部形成一个塑性铰，能承担部分弯矩（这个弯矩往往是足承担连梁跨度内的荷载），因此对连梁的受弯超筋，可不必过分在意。而连梁的抗剪能力是应当予以保证的，规范中给出了加交叉暗筋和交叉暗撑的做法

方法：
首先超筋的连梁要把钢筋配满；其次如果只有一两层超筋，就可以把其上下各若干层的钢筋放大；如果超筋的连梁层数过多，也可以把两侧暗柱钢筋放大。以上均是经验的补偿方法，也可以通过精确计算得出结果，那就是上面提到的高规7.2.25条
高规7.2.25条：当剪力墙的连梁不满足本规程7.2.23条的要求时，可作如下处理：
1、减小连梁的截面；
2、抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅，以降低其抗剪设计值。但在内力计算时已经按照本规范5.2.1条降低了刚度的连梁，其调幅范围应当限制或是不再继续调幅，当部分连梁降低弯矩设计值后，其余部位连梁和墙肢的弯矩设计值应相应提高；
3、当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在大震作用下该连梁不参与工作，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析，墙肢应按照两次计算所得的较大内力进行配近。
规范5.2.1：在内力和位移计算中，抗震设计的框架-剪力墙或是剪力墙结构中的连梁的刚度可予以折减，折减系数不宜小于0.5.
规范5.2.2：在内力和位移计算中，现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大，楼面刚度增大系数可根据翼缘情况取为1.3-2.0.对于无现浇面层的装配式结构，可不考虑楼面翼缘的作用。
规范5.2.3：在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅，并应符合下列规定：
1、装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7-0.8，现浇框架梁端负弯矩调整系数可取0.8-0.9.
2、框架梁端负弯矩调整后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大。
3、应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合。
4、截面设计时，框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%.
以上内容并非原创

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