连梁在抗震设计中剪压比超限问题的探讨
连梁在抗震设计中剪压比超限问题的探讨
摘 要：文章分析了剪力墙中因连梁变化而带来的连梁和墙肢的相互影响，并针对抗震设计中经常遇到的连梁剪压比超限原因进行分析，提出处理方案，以供类似工程参考。
关键词：剪力墙连梁；剪压比超限
钢筋混凝土剪力墙结构，框剪结构以及筒体结构等结构体系中，剪力墙是普遍存在的构件。结构布置中，常采用剪力墙开洞（设置连梁）的方式使剪力墙具有延性以满足建筑专业要求。连梁的布置会明显影响剪力墙以及整个结构的力学性能。在地震作用下，连梁的存在将分担一部分水平力在剪力墙中的弯矩，而分担的此部分弯矩又在连梁上产生剪力。结构设计中，常遇到连梁超筋超限的问题，特别是连梁剪压比超限的问题。本文将通过理论分析并结合工程实践对连梁和墙肢的相互影响以及自身超限的原因和对策进行探讨。
1 水平地震作用下连梁和墙肢的相互影响
图1a所示为一长矩形截面的不开洞整体剪力墙，分析表明：水平荷载作用下墙肢的受力如同悬臂构件，沿墙肢的高度方向上弯矩图形下大上小，为一抛物线且不出现反弯点。截面上的压力一端受拉，一端受压，呈线性发布。
图1b将上面的剪力墙沿中间位置上下对齐，洞口较大，且连梁高度不大。显然墙肢的刚度相比于连梁大很多，由于连梁的约束刚度很弱，把它想象成铰接于墙肢上的连杆，连杆的轴压力为一半的楼层水平力。每个墙肢相当于一个独立悬臂构件（弯矩图形状同图a）。这种情况，可以认为开洞后的墙肢为独立的剪力墙墙肢，连梁为弱连梁。
图1c将图1a所示的剪力墙仍沿中间位置上下对齐，规则开洞，但洞口开的较小，连梁刚度相对于墙肢较大，此时，剪力墙沿竖向弯矩线发生较大地变化，变为锯齿状，明显看出，在楼层处由于连梁的作用，墙肢弯矩发生突变，此部分弯矩将由连梁承担。连梁对墙肢的约束很强。
图1d在图1c的基础上把洞口开大开高，开洞大小介于图1b和图1c之间，连梁刚度和墙肢刚度的比值介于图1b和图1c之间，可以看出剪力墙沿竖向弯矩线仍然发生变化，但在某些高楼层会出现反弯点。连梁对墙肢的有一定的约束。
图1e将剪力墙洞口开的很大，使连梁与墙肢刚度接近。（按一榀框架理解），则两个墙肢不仅在楼层处有突变，而且在大多数楼层出现反弯点，整个开洞剪力墙的受力性质和框架相似。
通过以上图例分析可以看出，连梁的改变对墙肢刚度和力学性能起很大的影响。作为概念设计的第一道防线，连梁的存在将分担一部分水平力在剪力墙中的弯矩，此部分弯矩又在剪力墙上产生剪力。内力的存在必将带来在连梁设计中出