摘要:随着社会的发展,高层住宅越来越多,从而使剪力墙结构得到了广泛的运用,本文就剪力墙结构中重要耗能构件连梁设计进行探讨。
关键词:高层住宅;剪力墙结构;耗能构件;连梁
一、联肢墙在水平力作用下的破坏机制。
高层建筑联肢墙在水平力作用下的破坏分为脆性破坏(即剪切破坏)和延性破坏(即弯曲破坏)两种。联肢墙的脆性破坏又可分为两种情况。一种是脆性破坏发生于墙肢。墙肢由于抗剪能力不够而发生剪切破坏,会使剪力墙很快丧失承载能力。造成结构的突然倒塌。这是设计所应该绝对避免的。抗震规范里规定了抗震墙截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时抗震墙底部加强部位剪力设计值的放大系数,就是为了防止剪力墙早于弯曲破坏而发生剪切破坏。脆性破坏的第二种情况是连梁发生剪切破坏。连梁发生剪切破坏会使联肢墙各墙肢丧失连梁对墙肢的约束作用。在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,联肢墙的各墙肢将成为单片的独立墙,这会使结构的侧向刚度大大降低,墙肢弯矩j加大。抗震规范里规定了连梁截面的剪压比限值和抗震等级为一、二级时连梁端部剪力设计值的调整系数,也是为了防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏。但是,和第一种墙肢发生剪切破坏相比,连梁发生剪切破坏时结构尚未丧失承载能力,在墙肢破坏前,只要所考虑的连梁不承担较大的竖向荷载,还不会造成结构的倒塌。剪力墙的延性破坏也可分为两种情况。一种是连梁不屈服,墙肢首先发生弯曲破坏,这种墙在破坏时的极限变形较小。因此,对有抗震设防要求的建筑来说,它虽然是一种延性破坏,但吸收地震能量的能力是较低的。设计中应避免这种情况的发生。延性破坏的第二种是连梁先屈服,最后是墙肢的屈服。当连梁有足够的延性时,它能通过塑性铰的变形吸收大量的地震能量。同时,通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使联肢墙保持足够的刚度和强度。这是设计时应首先考虑做到的。为了保证联肢墙的延性要求,对连梁的延性要求是非常高的。因此,在设计高层建筑剪力墙时,必须十分注意保证连梁的延性要求。
以上主要从抗震的角度分析了联肢墙的破坏机制。对于非抗震的情况,水平作用力主要是风荷载。风荷载是一种实实在在的荷载,不能通过结构的塑性变形来减少风荷载。但可以通过结构的塑性变形将荷载分布到其他尚未屈服的构件。通过内力重分布提高结构的整体承载能力,避免由于个别构件的破坏造成整个结构丧失承载能力。因此,