高层混凝土结构超限处理措施

连梁的“超限”是指连梁所承受的剪力过大、超出截面所允许承担的最大受剪承载力。

连梁连接刚度很大的墙肢，在水平力作用下，将产生很大的弯矩和剪力。剪力墙的连梁对剪切变形十分敏感，其名义剪应力限制比较严，由于剪力墙厚度较小，相应连梁的宽度也较小，在很多情况下按内力计算所得的剪力设计值不能满足截面剪压比的控制要求，同时还可能出现超筋情况。为了满足剪压比对截面尺寸控制的要求，这时不能采用加大截面的办法，因截面加大则连梁的刚度提高，连梁分配到的内力也会提高，陷入恶性循环的境地，问题还是无法解决。

对“超限”问题，《高层建筑混凝土结构技术规程》提出了三种处理措施，具体内容列于第7.2.26条内。

7.2.26 剪力墙的连梁不满足本规程第7.2.22条的要求时，可采取下列措施：

1 减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施。

2 抗震设计剪力墙连梁的弯矩可塑性调幅；内力计算时已经按本规程第5.2.1条的规定降低了刚度的连梁，其弯矩值不宜再调幅，或限制再调幅范围。此时，应取弯矩调幅后相应的剪力设计值校核其是否满足本规程第7.2.22条的规定；剪力墙中其他连梁和墙肢的弯矩设计值宜视调幅连梁数量的多少而相应适当增大。

3 当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时，可按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震作用下的内力分析，墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。

《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.26条的条文说明又进一步作了交代：

7.2.26 剪力墙连梁对剪切变形十分敏感，其名义剪应力限制比较严，在很多情况下设计计算会出现“超限”情况，本条给出了一些处理方法。

对第2款提出的塑性调幅作一些说明。连梁塑性调幅可采用两种方法，一是按照本规程第5.2.1条的方法，在内力计算前就将连梁刚度进行折减；二是在内力计算之后，将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数。两种方法的效果都是减小连梁内力和配筋。无论用什么方法，连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不应低于使用状况下的值，也不宜低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值，其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下在连梁上出现裂缝。因此建议一般情况下，可掌握调幅后的弯矩不小于调幅前按刚度不折减计算的弯矩（完全弹性）的80%（6～7度）和50%（8～9度），并不小于风荷载作用下的连梁弯矩。

需注意，是否“超限”必须用弯矩调幅后对应的剪力代入第7.2.22条公式进行验算。

当第1、2款的措施不能解决问题时，允许采用第3款的方法处理，即假定连梁在大震下剪切破坏，不再能约束墙肢，因此可考虑连梁不参与工作，而按独立墙肢进行第二次结构内力分析，它相当于剪力墙的第二道防线，这种情况往往使墙肢的内力及配筋加大，可保证墙肢的安全。第二道防线的计算没有了连梁的约束，位移会加大，但是大震作用下就不必按小震作用要求限制其位移。

《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.2.1条的规定和说明：

5.2.1 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。

5.2.1 高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析，但抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小，而承受的弯矩和剪力很大，配筋设计困难。因此，可考虑在不影响承受竖向荷载能力的前提下，允许其适当开裂（降低刚度）而把内力转移到墙体上。通常，设防烈度低时可少折减一些（6、7度时可取0.7），设防烈度高时可多折减一些（8、9度时可取0.5）。折减系数不宜小于0.5，以保证连梁承受竖向荷载的能力。

对框架-剪力墙结构中一端与柱连接、一端与墙连接的梁以及剪力墙结构中的某些连梁，如果跨高比较大（比如大于5）、重力作用效应比水平风或水平地震作用效应更为明显，此时应慎重考虑梁刚度的折减问题，必要时可不进行梁刚度折减，以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和发展。

本次修订进一步明确了仅在计算地震作用效应时可以对连梁刚度进行折减，对如重力荷载、风荷载作用效应计算不宜考虑连梁刚度折减。有地震作用效应组合工况，均可按考虑连梁刚度折减后计算的地震作用效应参与组合。

对“超限”问题，《建筑抗震设计规范》给出了两种处理措施。(www.xing528.com)

①折减连梁的刚度。

②采用“双连梁”。

《建筑抗震设计规范》提出的“折减连梁刚度”的处理措施列于第6.2.13条的规定和说明内。

6.2.13 钢筋混凝土结构抗震计算时，尚应符合下列要求：

2 抗震墙地震内力计算时，连梁的刚度可折减，折减系数不宜小于0.50。

6.2.13 本条规定了在结构整体分析中的内力调整：

2 计算地震内力时，抗震墙连梁刚度可折减；计算位移时，连梁刚度可不折减。抗震墙的连梁刚度折减后，如部分连梁尚不能满足剪压比限值，可采用双连梁、多连梁的布置，还可按剪压比要求降低连梁剪力设计值及弯矩，并相应调整抗震墙的墙肢内力。

《建筑抗震设计规范》提出“双连梁”的处理措施列于第6.4.7条的规定和说明内。

6.4.7 跨高比较小的高连梁，可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造。顶层连梁的纵向钢筋伸入墙体的锚固长度范围内，应设置箍筋。

6.4.7 高连梁设置水平缝，使一根连梁成为大跨高比的两根或多根连梁，其破坏形态从剪切破坏变为弯曲破坏。

对“超限”问题，《混凝土结构设计规范》提出了设置“交叉斜筋配筋连梁”，“集中对角斜筋配筋连梁”和“对角暗撑配筋连梁”的处理方法。对此问题《混凝土结构设计规范》第11.7.9条～11.7.11条的条文说明有交代。条文说明首先指出“较大幅度人为折减连梁刚度”的做法所存在的问题。

目前在进行小跨高比剪力墙连梁的抗震设计中，为防止连梁过早发生剪切破坏，通常在进行结构内力分析时，采用较大幅度地折减连梁的刚度以降低连梁的作用剪力。近年来对混凝土剪力墙结构的非线性动力反应分析以及对小跨高比连梁的抗震受剪性能试验表明，较大幅度人为折减连梁刚度的做法将导致地震作用下连梁过早屈服，延性需求增大，并且仍不能避免发生延性不足的剪切破坏。

“条文说明”又指出，改变连梁的配筋方式，亦能解决问题：

国内外进行的连梁抗震受剪性能试验表明，通过改变小跨高比连梁的配筋方式，可在不降低或有限降低连梁相对作用剪力（即不折减或有限折减连梁刚度）的条件下提高连梁的延性，使该类连梁发生剪切破坏时，其延性能力能够达到地震作用时剪力墙对连梁的延性需求。

《混凝土结构设计规范》具体提出了设置“交叉斜筋配筋连梁”，“集中对角斜筋配筋连梁”和“对角暗撑配筋连梁”的处理方法。《混凝土结构设计规范》第11.7.9条～第11.7.11条的条文说明还指出：

跨高比小于2.5时的连梁抗震受剪试验结果表明，采取不同的配筋方式，连梁达到所需延性时能承受的最大剪压比是不同的。本次修订增加了跨高比小于2.5适用于两个剪压比水平的3种不同配筋形式连梁各自的配筋计算公式和构造措施。设计时可根据连梁的适应条件以及连梁宽度等要求选择相应的配筋形式和设计方法。

对于“交叉斜筋配筋连梁”、“集中对角斜筋配筋连梁”和“对角暗撑配筋连梁”的具体规定将“连梁”这一章节中讲述。