高层建筑钢筋混凝土结构概念设计：剪力墙中的强墙弱梁

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：应该设计“强墙弱梁”的联肢剪力墙。但是由于连梁对剪切变形敏感，容易剪坏，也可能在出现塑性铰后不久就剪坏，从而会形成d类情况，只要按照多道设防原则设计墙肢，这种情况仍然是可以继续抵抗地震的。

剪力墙的类型不同，墙肢和连梁相对配筋的数量不同，会出现不同的破坏机制，见图5-12。

图5-12 剪力墙的破坏形式

a）悬臂墙 b）整体小开口墙 c）强墙弱梁联肢墙 d）连梁剪坏联肢墙

a类剪力墙是静定的悬臂墙，通常铰出现在底截面，出现一个塑性铰就成为“机构”，不能继续抵抗侧向力；b类剪力墙开了洞口，形成联肢剪力墙，理应是超静定结构，但是如果连梁较强而不屈服（高跨比大或者抗弯配筋很多），则由于剪力墙整体作用较强，塑性铰仍然出现在墙肢底部，其破坏形态也和悬臂墙相似，不能再继续抵抗侧向力；c类剪力墙也是联肢墙，按照强墙弱梁设计配置钢筋，其结果是在连梁上先出现铰，连梁的铰可以耗散地震能量，此时剪力墙的刚度有所降低，但是能够继续抵抗侧向力，最后在墙肢底部钢筋屈服以后达到极限状态，是比较理想的破坏机制；d类剪力墙也是联肢墙，由于连梁抗剪能力不足而剪坏，此时联肢剪力墙退化为独立墙肢，即退化为静定的悬臂墙，虽然能够继续抵抗侧向力，但是刚度降低较多，在墙肢底部出现塑性铰后不能再继续抵抗荷载。

比较以上各种情况，明显可见，c、d两类剪力墙符合超静定结构和多道设防原理，有利于抗震，而a、b两类破坏形态不利于抗震，其中关键的问题是连梁的设计，连梁不能太强，跨高比大的连梁使剪力墙形成“整体小开口剪力墙”，其性能与悬臂墙接近，连梁抗弯配筋太多，墙肢相对较弱（连梁不屈服）也是不利的。应该设计“强墙弱梁”的联肢剪力墙。对于连梁，如果可能设计成强剪弱弯，则在连梁端部出铰的联肢墙耗能性能好，仍然有赘余自由度。但是由于连梁对剪切变形敏感，容易剪坏，也可能在出现塑性铰后不久就剪坏，从而会形成d类情况，只要按照多道设防原则设计墙肢，这种情况仍然是可以继续抵抗地震的。

关于剪力墙和连梁的性能和延性设计，在第7章中还有详细的阐述。

高层建筑钢筋混凝土结构概念设计：剪力墙中的强墙弱梁

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