连梁抗剪超限解决办法大全

结构概念设计要求，不但应保证连梁在地震作用下的变形和耗能能力，而且还需确保连梁不能先于弯曲而发生剪切破坏。因为剪切破坏为脆性破坏，一旦发生连梁便退出工作，耗能能力便无从谈起。并且，国内外试验研究表明，当连梁的平均剪应力过大时，在箍筋尚未充分发挥作用前，连梁就会发生剪切破坏。由此可以看出，对连梁截面的剪压比限定在一定范围内是完全必要的，剪压比超限就意味着地震时延性连梁的失效。《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 3-2010第7.2.22规定：连梁截面剪力设计值应符合下列规定：


1、永久、短暂设计状况




2、地震设计状况


跨高比大于2.5的连梁





跨高比不大于2.5的连梁





式中：V——按本规程第7.2.21条调整后的连梁截面剪力设计值；


bb——连梁截面宽度；


hbo——连梁截面有效高度；


——混凝土强度影响系数，见本规程第6.2.6条。


然而，现在住宅楼越盖越高，地震烈度也提高了，在结构整体计算中，剪力墙连梁经常会出现截面不足、抗剪不足的超限情况，即我们常说的连梁剪压比超限。土木君今天汇总了些连梁剪压比超限时的处理方法，供诸君参考。


1、减小连梁刚度


减小连梁刚度后，可以降低连梁弯矩、减小连梁剪力设计值。减小连梁刚度的方法有很多，如减小连梁截面高度、增加连梁跨度、设水平缝形成双连梁和多连梁等。其中减小连梁截面高度虽可以减小连梁剪力设计值，但其抗剪截面也会减小，所以不一定有效。另外，由《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中第7.2.22条及7.2.23条不难看出，剪力墙连梁跨高比大于2.5的与不大于2.5的调整系数是不一样的，不大于2.5的连梁要求更严格，相反的就可以得出结论，大于2.5的连梁截面更容易满足抗剪的要求。


2、考虑连梁开裂后的刚度降低


《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第5.2.1条规定：高层建筑结构地震作用效应计算时，可对剪力墙连梁刚度予以折减，折减系数不宜小于0.5。对连梁刚度进行折减后，可以不减小连梁的截面高度而减小连梁剪力设计值，所以是比较有效的方法。


3、采用交叉斜筋和普通箍筋共同抗剪


增设交叉斜筋配筋抗剪或同时配置普通垂直箍筋，两者共同抗剪。


《混凝土结构设计规范 》GB50010-2010第11.7.10条规定：对于一、二级抗震等级的连梁，当跨高比不大于2.5时，除普通箍筋外宜另配置斜向交叉钢筋，其截面限制条件及斜截面受剪承载力可按下列规定计算：


当洞口连梁截面宽度不小于250mm时，可采用交叉斜筋配筋(图11.7.10—1)，其截面限制条件及斜截面受剪承载力应符合下列规定：





可以看出， 配置交叉斜筋，剪压比限值提高了，但这种方法施工有一定难度，主要是墙体厚度尺寸不大，容易造成钢筋过于密集，影响混凝土对钢筋的握裹能力等。





4、将连梁高度加到最大


外部剪力墙的连梁高度，可以取为上下层窗洞口的距离，这种连梁虽然跨高比相对较小，但因其截面足够大，有时也可以满足截面抗剪的要求，而且这种方法同时可以增加结构的抗扭刚度。


5、加大连梁跨度


连梁截面加宽后，可以在基本不增加刚度的情况下，较好的提高其抗剪能力。但加宽连梁时，一般也要加宽剪力墙厚度，所以从经济性和使用功能上考虑不一定很合适。


6、在连梁内配置钢板


《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230：2008第6.5.4条规定：钢板混凝土连梁的斜截面受剪承载力应符合下列规定：


无地震作用组合时





式中Vb——连梁剪力设计值；


?t——混凝土轴心抗拉强度设计值，按现行国家标准《混凝土设计规范》GB 50010的规定采用；


?yv——箍筋的抗拉强度设计值，按现行国家标准《混凝土设计规范》GB 50010的规定采用；


b——连梁截面的宽度；


hb0——连梁截面的有效高度；


Asv——配置在同一截面内各肢箍筋的全部截面面积；


s——沿构件长度方向的箍筋间距；


tw——钢板的厚度；


hw——钢板的高度；


?ssv——钢板的抗剪强度设计值；


γRE——受剪承载力抗震调整系数，取0.85。


从规范公式可以看出，钢板可以承担一部分剪力。


《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230：2008第6.5.5条规定：钢板混凝土连梁的截面限制条件，应符合下列规定：





相对于普通连梁，其剪压比限值也有所提高，其中在有地震组合时，很多专家建议上式中0.2的系数可提高到0.25。


7、提高混凝土强度等级


提高混凝土等级后，其轴心抗压强度会提高，对减压比会有一定好处，但由于fc提高，结构刚度也会略微增大，相应也会增加一些地震剪力。


8、不考虑连梁参与抗震


当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可考虑在地震作用下超筋连梁退出工作，即超筋连梁两端可点铰，按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下的内力分析，墙肢截面按两次计算的较大值计算配筋。



9、采用钢连梁


耗能型钢连梁，可用于混凝土联肢剪力墙中替代传统混凝土连梁，可大幅度提高连梁的刚度、承载力、延性与耗能能力，可根据需要设计成弯曲耗能型、剪切耗能型和弯剪耗能型，具有屈服时机可控、震后可更换等优点。


但这种连梁连接构造复杂，不利于暗埋管线，也不方便装修封堵，对于厚度较薄的剪力墙要慎重采用。