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混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理是结构工程中的重要环节,直接影响建筑物的抗震性能和安全性。连梁作为连接剪力墙的重要构件,在水平地震作用下承担较大的弯矩和剪力,其设计需综合考虑承载力、延性和构造要求。
设计计算连梁的设计通常基于《建筑抗震设计规范》(GB50011)和《混凝土结构设计规范》(GB50010)。首先,根据结构整体分析确定连梁的内力(弯矩和剪力),并结合抗震调整系数进行放大。其次,验算截面尺寸是否满足最小配筋率和抗剪要求。连梁的受弯承载力由正截面承载力公式计算,而抗剪承载力则通过斜截面承载力公式校核。若连梁跨高比较小(≤2.5),需按约束边缘构件的要求配置箍筋和纵向钢筋。
超筋处理当连梁出现超筋现象时,意味着其受拉钢筋屈服前混凝土已被压碎,无法满足延性要求。为解决这一问题,可采取以下措施:1.增大截面高度:增加连梁高度以提高抗弯能力,但需注意对建筑功能的影响。2.开洞减载:在连梁中部开设孔洞,降低其刚度和内力,使内力重新分配至其他连梁或墙体。3.设置交叉暗撑:通过增设交叉钢筋形成“人字形”支撑,改变受力模式,将弯曲破坏转化为斜压破坏,从而提高延性。4.优化结构布置:调整剪力墙布置或连梁跨度,避免集中应力区域。
综上,合理设计与超筋处理能够有效提升连梁的抗震性能,确保结构安全可靠。
对采用上述1.2的方法对连梁进行计算处理(计
(中国建筑设计研究院北京100044
算结果②)后,结构的侧向位移不能满足规范要求, 即层间位移角已不符合混凝土高规表4.6.3要求,且确 无其他手段加大结构的侧向刚度时;或者采用1.2的 方法调整效果不好(即多次调整都不能杜绝上述情况 4)的出现)时,可在计算中考虑地震作用下连梁对墙 实际存在的约束作用(既没有按真实截面弹性方法计 算的那么大,也不是完全铰接,而是具有一定转动约 束的塑性铰),即在结构分析中采取降低连梁计算截面 (但施工图的实际截面仍采用原有连梁截面尺寸)的 方法。其计算控制目标是:连梁的计算剪力V小于连 梁实际截面所能承担的最大剪力[V](按混凝土高规 第7.2.23条计算)即可。注意此时程序可能仍然判断 为超筋(V>[V]),但其判断不真实,因为其实际截 面尺寸大于计算截面尺寸,连梁所能承担的最大剪力 还是[Vi]。 注意:1)本次调整中的连梁为其梁破坏对承受 竖向荷载无明显影响的连梁,即本连梁不作为次梁或 主梁的支承梁。2)本调整方法不宜作为首选方法,仅 适用于上述的特殊情况。3)本次调整计算也属于“第 二次”,是对剪力墙进行包络设计的重要步骤之一。 连梁计算处理后的分析及相应的配筋设计 2.1情况一:连梁调幅处理(计算结果①)后,计算 结果满足规范要求。 剪力墙配筋:直接按计算结果①配筋。 连梁配筋:按计算结果①配筋。 2.2情况二:对连梁进行计算处理后(计算结果②), 当结构位移仍能满足规范要求,即层间弹性位移角符 合混凝土高规表4.6.3要求时。 剪力墙配筋:应进行包络设计,配筋取计算结果 ①,②的较大值(一般情况下,连梁铰接处理后,墙 的计算结果较大),以保证墙肢的安全。 连梁配筋:按计算结果②配筋,同时应采取措施 确保计算中的连梁与剪力墙的真正“铰接”。 2.3情况三:对连梁进行计算处理后(计算结果②), 当结构的侧向位移不能满足规范要求,且确无其他手 段加大结构侧向刚度时:降低连梁截面进行计算(计
2.1情况一:连梁调幅处理(计算结果①)后,计算 结果满足规范要求。 剪力墙配筋:直接按计算结果①配筋。 连梁配筋:按计算结果①配筋。 2.2情况二:对连梁进行计算处理后(计算结果②), 当结构位移仍能满足规范要求,即层间弹性位移角符 合混凝土高规表4.6.3要求时。 剪力墙配筋:应进行包络设计,配筋取计算结果 ①,②的较大值(一般情况下,连梁铰接处理后,墙 的计算结果较大),以保证墙肢的安全。 连梁配筋:按计算结果②配筋,同时应采取措施 确保计算中的连梁与剪力墙的真正“铰接”。 2.3情况三:对连梁进行计算处理后(计算结果②), 当结构的侧向位移不能满足规范要求,且确无其他手 段加大结构侧向刚度时,降低连梁截面进行计算(计
算结果③) 剪力墙配筋:应进行包络设计,配筋取计算结果 ①,③的较大值。 连梁配筋:取实际截面,即计算结果①的截面, 按连梁所能承受的最大剪力[V]及相应弯矩M计算配 筋,此时连梁仍能满足强剪弱弯的要求。之所以可以 这样处理,是因为当连梁承受的实际弯矩达到M后, 连梁端部达到最大弯矩承载力,形成塑性铰后连梁变 形加大而弯矩不再增加,因此剪力仍能保持为V,不 会超筋。注意:当模拟连梁的计算截面取值过小(从 计算结果中表现为V小于[V]过多)时,常出现纵向 钢筋的折算值不满足最小配筋率要求,此时应适当加 大至满足最小配筋率要求。
实际纵向钢筋配置时可采用的简化方法
按连梁能承受的最大剪力配置箍筋的公式推导
根据连梁的截面要求(混凝土高规第7.2.23条) 可以推算出连梁所能承受的最大剪力[V],以此作为 连梁的抗剪承载力设计值,可求出连梁的箍筋面积。
相等:0.25fbh=0.7fbhg+fwhAw/s,得
0.20fbh=0.42f,bh+fhoAsv/s,得 Jyy
0.15fbh=0.38fbh+0.9fhA/s,
当连梁箍筋间距s=100mm时,抗震设计的近 最大箍筋面积可以查表2直接得到。 非抗震设计的连梁最大箍筋面积(mm)
当连梁箍筋间距s=100mm时db21t 3244-2020标准下载,抗震设计的连梁 最大箍筋面积可以查表2直接得到。 非抗震设计的连梁最大箍筋面积( 表
注:表中数据针对HPB235级钢筋:当采用HRB335级、HRB400 吸钢筋时,表中数值乘以0.7,0.583。下表同。
当连梁箍筋间距s=100mm时,非抗震设计的连梁 箍筋面积可以查表1直接得到。
某连梁截面为250x600,计算跨度为1400mm, 级抗震等级,C30混凝土,纵筋为HRB400,箍筋为 HPB235。该连梁所能承担的最大剪力(按混凝土高规 第7.2.23条计算,也可从电算结果的超筋信息中直接 读取)[Vi]=303kN,计算结果①V=400kN>[V],需调 整计算,过程见表3。
连梁超筋调 享及配筋要点