王亚君
北京建谊高能建筑设计研究院有限公司合肥分公司 安徽合肥 230000
摘要：连梁是剪力墙住宅抗震系统中的核心组件，但在实际应用过程中，常出现连梁抗剪超筋的情况。以连梁与剪力墙共同作用下的受力分析为基础，结合单连梁在剪力墙住宅中的常规应用策略，提出双连梁在剪力墙住宅结构中的设计与应用策略，为我国建筑抗震功能的发展做出理论探索，切实提升我国居民住宅的抗震防震质量。
关键词：双连梁；剪力墙住宅；设计与应用
前言：
剪力墙结构是高层住宅与公寓住宅楼中常用的空间结构，其具备较小的水平荷载侧移量，防震功能较好。连梁常与剪力墙结构搭配，提升剪力墙结构的抗震性能，通过控制二者之间的刚度比例，实现地震发生时连梁代替墙体结构承受破坏、从而保护楼体结构的功能。双连梁模式是连梁模式的结构优化，能够有效提升连梁结构的抗震性能，为我国人民群众的生命财产安全提供更稳固的保障。
1 剪力墙与连梁共同作用的受力特点
剪力墙与连梁之间的共同作用能够产生抗侧承载力。连梁是剪力墙的保护系统，能在发生地震时起到抗震的作用。连梁先发挥其抗震作用，剪力墙后发挥其抗震作用，二者先后配合，实现防震抗震的功能。在结构力学的角度来说，剪力墙与连梁联合结构的抗震能力主要以二者之间的刚度比重为评价指标。
如果剪力墙的墙身存在较大的孔洞或连梁中存在很大的缝隙，就会降低连梁的刚度值、提升剪力墙的刚度值，二者刚度值的巨大差异使得连梁丧失对剪力墙的约束作用，二者之间的连接不再属于刚接，而是类似于铰接[1]。如果此时发生地震，地震施加的水平作用力会使剪力墙变为两片由连梁铰在一起的独立悬臂剪力墙。剪力墙墙肢此时承受着较小的轴力，致使地震引起的弯矩压力将由两片独立悬臂剪力墙承受，抗震效果较差。
如果剪力墙的孔洞比较小、连梁的缝隙较大，就会使连梁占整个剪力墙的刚度比重升高，而剪力墙的刚度比重则会相应减小，从而使连梁成为了主要的墙肢约束单位。连梁将两片墙体连接起来，使两片墙体之间均匀受力，使墙体的整体性能接近一片完整悬臂墙。轴力的作用使其出现了附加弯矩，提升了整个结构的抗弯承载力，减少了墙肢两端的弯矩[2]。
2 连梁在剪力墙住宅中的常规应用策略
墙肢与连梁的相互作用使剪力墙结构拥有较强的刚度和强度。在日常状态下，整个结构的工作状态具有弹性特点，连梁不会产生塑性铰。在地震状态下，连梁会在地震水平作用力的推动下产生塑性铰。剪力墙的强度要求底线是不发生剪切破坏等情况，这要求墙肢与连梁的设计具备“强剪弱弯”的特点，如果一旦发生地震，连梁的损坏一定要在墙肢的损坏之前发生，从而以连梁的损坏保护住宅安全[3]。其具体设计方向主要包括以下几种。
2.1 连梁刚度折减
在计算整体的结构强度时，需要相应折减连梁的刚度比重。根据相关实践经验分析，折减连梁的系数应大于等于0.5。在进行位移与配筋计算的时候应该采用相似的折减系数。在计算位移的时候，可以根据具体情况选择不折减连梁刚度，并将最大层之间的位移角度较规范限额适当放宽，幅度在10%之内[4]。
2.2 提升连梁宽度
连梁应具备适宜的刚度与较强的耗能能力。为此，常将连梁的跨高比设定在2.5至5之间[5]。如果连梁在设计过程中出现了刚度的折减，就可能会导致连梁正截面所承受的弯承载力或测界面所承受的剪承载力出现不足，造成危险的后果。为解决这一问题，可采用增加连梁跨度的方式降低连梁的刚度。在整体结构刚度不变的情况下，这样的处理会使连梁能够正常起到保护住宅的作用，同时也可以使连梁的承载力不超过上限，全面保证楼体结构的安全。
2.3 提升剪力墙厚度
提升墙肢和连梁的截面宽度可以使住宅整体结构的刚度提升，提升地震作用中所产生的内力。截面宽度的提升能够使其承载力也获得相应的提升，地震带来的内力不会根据截面宽度的提升比例分配给墙肢与连梁，使墙肢承受更多的内力，使连梁的承载力不超过其上限[6]。
2.4 提升混凝土等级
混凝土强度等级的提升可使连梁的整体强度提升。
在混凝土强度提升后，地震对整体结构的作用力会远小于连梁自身承载力，使连梁在地震作用下的承载力总量不超过其承载上限。
3 双连梁在剪力墙住宅中的设计与应用
3.1 双连梁水平缝的处理
双连梁水平缝的处理方法大略分为两种，其一是在水平缝中填充模板或聚苯板等质地较软的材料，这种水平缝的宽度大概介于20mm和50mm之间；其二是用砌块墙填充。砌块墙填充应用的情况一般是有设备或电气设施的管线需要穿过双连梁时，双连梁为此预留了宽度为200mm~300mm的缝隙，在管线铺设完毕后填充砌块墙。但砌块墙的填充需要2次支模浇筑，存在较大的施工难度。
3.2 减少双连梁的抗弯刚度
设连梁的截面宽为B，高为H，设连梁中部存在一条宽度为a的缝隙，其抗弯刚度的计算公式如下所示。
分缝前连梁的抗弯刚度计算公式如公式1所示：
EI=E×BH3/12 （公式1）
分缝后连梁的抗弯刚度计算公式如公式2所示：
EI=E×BH3/12 （公式2）
由此可见，分缝后连梁的刚度会随之下降，更好实现连梁对住宅的防震保护作用。
3.3 双连梁的实际应用
假设某剪力墙住宅楼共有8层，总高度为25.2m，抗震抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.20g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为域类，设计特征周期为 0.40s，地震影响系数最大值为 0.16。
4 结语
连梁能够起到调节剪力墙刚度比例的作用，是重要的耗能元件。双连梁结构能够有效降低普通连梁结构的刚度，当地震发生时，可以更好地吸收地震施加的水平作用力，确保“强剪弱弯”原则的实现，提升整体建筑结构的防震抗震能力。
参考文献：
［1］季海峰. 钢筋混凝土双连梁剪力墙结构受力性能分析[J]. 山西建筑, 2020(9).
［2］朱飞强. 双连梁与深连梁剪力墙结构刚度有限元分析[J]. 工程建设与设计, 2019, 000(020):10-11.
［3］张骏驰,王中强. 双连梁联肢剪力墙地震波作用下的抗震性能分析[J]. 中外建筑, 2020, No.234(10):200-201.
［4］杨蔚彪, 齐五辉, 常为华,等. 基于中国尊大厦项目的高烈度区巨型超高层结构设计关键技术研究[J]. 建筑结构, 2019, v.49;No.510(18):44-53.
［5］种迅, 张蓝方, 万金亮,等. 两层带开洞预制剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟分析[J]. 工程力学, 2019, 36(05):176-183.
［6］李小宁. 浅谈剪力墙中双连梁设计[J]. 中国房地产业, 2018, 000(029):219.