高层建筑连梁弯矩调幅概念设计

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：由表可见，在7度设防区，剪力墙结构中连梁的刚度折减系数不宜小于0.5，否则连梁弯矩折减系数将小于0.8，在8度、9度设防区，如果需要，连梁刚度还可折减多一些。图7-36 kl，max—α关系曲线表7-6 连梁刚度折减0.5时，kl，max的折减系数必须注意，上述内力折减系数是取连梁刚度折减所得到的结果。

图7-35是通过弹塑性静力分析得到的15层双肢剪力墙（7.2.3节）的连梁不同受力阶段内力沿高度的分布状况，在弹性阶段各层连梁内力按比例增大，内力最大连梁的受弯钢筋首先出现屈服进入弹塑性阶段后出现内力重分布，钢筋已屈服连梁的弯矩基本不再加大，增大的水平荷载由其他连梁和墙肢承受，其他连梁在弯矩增大后也逐步屈服，一直扩大到全部连梁屈服（由于分析中假定了连梁不会剪切破坏），达到最大水平荷载时部分连梁钢筋进入强化阶段而弯矩略有增大（在实际工程中一般不可能出现这种情况）。

图7-35 连梁弯矩重分配

强墙弱梁联肢剪力墙的延性较好，在一般剪力墙中，可采用降低连梁弯矩设计值的方法，使部分或全部连梁先于墙肢出现弯曲屈服，降低连梁屈服弯矩同时也降低了连梁的剪压比，可改善连梁的延性性能。降低连梁的弯矩设计值，也就是进行连梁弯矩调幅，有两个方法：

1）按连梁弹性刚度计算内力和位移，将计算得到的连梁弯矩组合值乘以调幅系数，直接降低连梁弯矩设计值。

2）在进行结构弹性计算时，将连梁刚度进行折减，就可减小连梁的弯矩和剪力值。规程中规定折减系数不小于0.5。

无论采用哪种方法进行连梁内力调幅，连梁的受弯钢筋都会减少，都会提前出现裂缝并提前屈服，因此应当提出的问题是，连梁弯矩减少多少为宜？两种方法是否可以连用？

首先应当明确，既然要求连梁在正常使用荷载下不能出现裂缝，更不能屈服，那么连梁的内力调整不能低于风荷载下的内力，也不能低于小震下的内力，也就是说当设防烈度为9度和8度，而风荷载又不大时，连梁弯矩调幅幅度可大一些，设防烈度为7度时，或风荷载较大时，连梁弯矩的调幅幅度要小一些。因此建议，如果从连梁弹性刚度所得的连梁弯矩直接折减，折减系数分别不宜小于0.6（8度、9度）和0.8（7度）。在一些由风荷载控制设计的剪力墙结构中，连梁弯矩不宜折减。

如果用连梁刚度折减的方法计算结构内力，则连梁的刚度折减系数可由以下方法粗略估计：

由式（7-5）求极值得到连梁最大剪力系数k_l，max所对应的坐标ξ^max（α）（就是图7-14中连梁最大内力的相对坐标），将ξ^max代入式（7-5）计算得到k_l，max（α），图7-36中实线是k_l，max—α关系曲线，它与双曲函数有关。为方便计算，用多项式曲线拟合，见图中虚线，拟合的多项式如下：

用拟合曲线可以很方便地从整体系数α计算连梁最大剪力系数k_l，max。当连梁刚度折减β倍时，整体系数α折减倍（见α计算公式），从而可得到k_l，max的折减倍数（即连梁内力折减系数）。现将连梁刚度折减0.5时得到的k_l，max折减系数列于表7-6。由表可见，在7度设防区，剪力墙结构中连梁的刚度折减系数不宜小于0.5，否则连梁弯矩折减系数将小于0.8，在8度、9度设防区，如果需要，连梁刚度还可折减多一些。

图7-36 k_l，max—α关系曲线

表7-6 连梁刚度折减0.5时，k_l，max的折减系数

必须注意，上述内力折减系数是取连梁刚度折减所得到的结果。一般情况下，连梁内力调幅的两种方法中宜选用一种，两种折减方法不宜连用；如果连用，必须掌握总的内力折减幅度在允许的范围内。

高层建筑连梁弯矩调幅概念设计

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