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連梁超筋問(wèn)題

連梁超筋問(wèn)題在剪力墻中是很常見(jiàn)的。

(1)一般先減連梁高度,如果仍然超筋,說(shuō)明該連梁兩側(cè)的墻肢過(guò)強(qiáng)或者是吸收的地震力太大。此時(shí),想通過(guò)調(diào)整使計(jì)算結(jié)果不超筋是困難的,也是沒(méi)有必要的。就好比說(shuō),它原來(lái)沒(méi)有這個(gè)能力,你非要讓它有這個(gè)能力,這當(dāng)然很困難。
從連梁的作用來(lái)說(shuō),首先它是在兩個(gè)墻肢之間傳遞內(nèi)力,對(duì)墻肢起到約束作用,其次它是在地震來(lái)臨時(shí)充當(dāng)?shù)谝坏婪谰€,起到耗能作用。就此而言,超筋連梁(指抗剪超筋)的設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是這樣的:
1、首先按該連梁截面能承受的最大剪力(高規(guī)JGJ3-2002 7.2.23)計(jì)算連梁抗剪箍筋;
2、根據(jù)該剪力值計(jì)算出連梁端部彎矩(為簡(jiǎn)化起見(jiàn),假設(shè)反彎點(diǎn)在中點(diǎn)),并作適當(dāng)折扣(例如,一級(jí)乘以0.8),然后根據(jù)該彎矩值計(jì)算連梁縱筋。
這樣做的目的是為了保證連梁的強(qiáng)剪弱彎,故意讓連梁先出現(xiàn)塑性鉸。當(dāng)多遇地震來(lái)臨時(shí),連梁端部彎矩很快達(dá)到極限抗彎承載力,出現(xiàn)塑性鉸,端部彎矩不再增加。由于彎矩與剪力之間的導(dǎo)數(shù)關(guān)系,連梁中的剪力也不再增加。而我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候,已經(jīng)保證了在端部彎矩達(dá)到極限抗彎承載力的情況下,抗剪能力是有富余的,所以此時(shí)抗剪不會(huì)破壞。在這種情況下,連梁仍能保證對(duì)豎向荷載的承載能力,同時(shí)對(duì)墻肢有一定的約束能力,并具有變形耗能能力,破壞具有一定延性,基本上滿足設(shè)計(jì)對(duì)連梁的基本要求。唯一與計(jì)算不符的是,連梁對(duì)墻肢的約束作用比計(jì)算的要小,其結(jié)果是墻肢的內(nèi)力比計(jì)算值要大。所以要適當(dāng)加強(qiáng)相鄰墻肢的配筋。可以把連梁少承擔(dān)的內(nèi)力加到墻肢上,計(jì)算墻肢配筋。也可以按獨(dú)立墻肢計(jì)算一遍,按較大值配筋。同時(shí),對(duì)與超筋連梁在同一位置、不同樓層的的連梁也應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。

根據(jù)項(xiàng)目情況的實(shí)際調(diào)整經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)論壇的總結(jié),解決剪力墻連梁超筋的辦法有如下幾點(diǎn):
1、降低連梁剛度,減少地震作用;
                      a.容許開(kāi)裂,剛度折減
               b.降低梁高
               c.洞口加寬,增加梁長(zhǎng)
2、提高連梁抗剪承載力;
                      a.提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)
               b.增加墻厚,增加連梁的截面寬度(墻厚增加的抗剪承載力提高大于地震作用的增加,而梁高加大的結(jié)果是地震作用的增加大于抗剪承載力提高,兩者是不一樣的)
相關(guān)規(guī)范的規(guī)定:
1、抗規(guī)6.2.13.2:抗震墻連梁的剛度可折減,折減系數(shù)不宜小于0.50。
2、高規(guī)7.1.10:不宜將樓面主梁支承在剪力墻之間的連梁上。(很多超筋就是沒(méi)有注意到這一條)
3、高規(guī)7.2.25.1:減小連梁高度。
高規(guī)7.2.25.3:當(dāng)連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無(wú)明顯影響時(shí),可考慮在大震作用下該連梁不參與工作。

對(duì)于高烈度區(qū),或者體形比較不規(guī)則的剪力墻結(jié)構(gòu),連梁超筋是不可不免的,
我們這里的做法是,連梁超筋的幅度不超過(guò)承載力的20%,連梁超筋的個(gè)數(shù)不超過(guò)總連梁的20%,是可以的,但是要加強(qiáng)超筋連梁上下對(duì)應(yīng)連梁的承載力(抗剪承載力)
同時(shí)還要加強(qiáng)超筋連梁相對(duì)應(yīng)墻體的配筋!

(2)

在框剪結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)中,要做到連梁一根也不超筋,這幾乎是件不可能完成
的任務(wù)。在計(jì)算中,由于考慮構(gòu)件是按彈性考慮的,墻的剛度遠(yuǎn)大于連梁的剛
度,在墻稍有變形的情況下,連梁會(huì)承擔(dān)極大的彎矩和剪力。此時(shí)連梁會(huì)先開(kāi)
裂,這正是抗震所要求的連梁成為抗震的第一道防線,也是計(jì)算中允許對(duì)連梁剛
度折減的原因。
    根據(jù)計(jì)算,我們可以得知,連梁截面越大,剛度越好,其越容易超筋。因此,在
計(jì)算時(shí)出現(xiàn)連梁超筋,不要一味地調(diào)大連梁高度。對(duì)洞口高度較小,上部有較大
高度時(shí),可以考慮設(shè)成兩根連梁,避免出現(xiàn)一根高度很大的連梁。在此情況下,
計(jì)算時(shí)可以假定一根寬度為實(shí)際寬度的兩倍,高度等同于實(shí)際連梁高度的一根連
梁,來(lái)取代每層有兩根連梁。
    連梁其跨度往往較小,因此受彎并不是其主要作用,而連梁要保證剪力的傳遞,
這也是規(guī)范中對(duì)強(qiáng)剪弱彎的一個(gè)體現(xiàn)。連梁在開(kāi)裂后,根部形成一個(gè)塑性鉸,能
承擔(dān)部分彎矩(這個(gè)彎矩往往是足承擔(dān)連梁跨度內(nèi)的荷載),因此對(duì)連梁的受彎
超筋,可不必過(guò)分在意。而連梁的抗剪能力是應(yīng)當(dāng)予以保證的,規(guī)范中給出了加
交叉暗筋和交叉暗撐的做法


方法:

首先超筋的連梁要把鋼筋配滿;其次如果只有一兩層超筋,就可以把其上下各若干層的鋼筋放大;如果超筋的連梁層數(shù)過(guò)多,也可以把兩側(cè)暗柱鋼筋放大。以上均是經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)償方法,也可以通過(guò)精確計(jì)算得出結(jié)果,那就是上面提到的高規(guī)7.2.25條

高規(guī)7.2.25條:

當(dāng)剪力墻的連梁不滿足本規(guī)程7.2.23條的要求時(shí),可作如下處理:

1、減小連梁的截面;

2抗震設(shè)計(jì)的剪力墻中連梁彎矩及剪力可進(jìn)行塑性調(diào)幅,以降低其抗剪設(shè)計(jì)值。但在內(nèi)力計(jì)算時(shí)已經(jīng)按照本規(guī)范5.2.1條降低了剛度的連梁,其調(diào)幅范圍應(yīng)當(dāng)限制或是不再繼續(xù)調(diào)幅,當(dāng)部分連梁降低彎矩設(shè)計(jì)值后,其余部位連梁和墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)相應(yīng)提高;

3當(dāng)連梁破壞對(duì)承受豎向荷載無(wú)明顯影響時(shí),可考慮在大震作用下該連梁不參與工作,按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,墻肢應(yīng)按照兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配近。

規(guī)范5.2.1:在內(nèi)力和位移計(jì)算中,抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻或是剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁的剛度可予以折減,折減系數(shù)不宜小于0.5.

規(guī)范5.2.2:在內(nèi)力和位移計(jì)算中,現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁的剛度可考慮翼緣的作用予以增大,樓面剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取為1.3-2.0.對(duì)于無(wú)現(xiàn)澆面層的裝配式結(jié)構(gòu),可不考慮樓面翼緣的作用。

規(guī)范5.2.3:在豎向荷載作用下,可考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布對(duì)梁端負(fù)彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)幅,并應(yīng)符合下列規(guī)定:1、裝配整體式框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為0.7-0.8,現(xiàn)澆框架梁端負(fù)彎矩調(diào)整系數(shù)可取為0.8-0.9.         2、框架梁端負(fù)彎矩調(diào)整后,梁跨中彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。      3、應(yīng)先對(duì)豎向荷載作用下框架梁的彎矩進(jìn)行調(diào)幅,再與水平作用產(chǎn)生的框架梁彎矩進(jìn)行組合。       4、截面設(shè)計(jì)時(shí),框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值的50%.

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