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连梁抗剪超限解决办法大全!

来源:http://www.bisnisfresh.com 日期:2019-10-18 发布人:wanzhong1

  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。
 

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