原理就是改變受力模式。如果超限的原因是節(jié)點彎矩或者扭矩太大,一旦改成鉸接,那么節(jié)點就不再約束彎矩和扭矩,而是分到周圍的其他構件去承擔。于是這個節(jié)點的彎矩和扭矩為0,問題就立刻解決了。所以要注意的有幾點:1、鉸接未必符合實際情況,在現(xiàn)澆混凝土結構事實上是不存在鉸接的,強制點鉸接會造成計算模型和實際受力不符,在你經驗不足的情況下這樣做是容易出事的。2、前面說了,彎矩和扭矩被轉移到其他構件承擔,所以其他構件的計算受力會改變,通常是增大甚至超限,如果你再用相同的方法去解決……那么就可能引起連鎖反應,問題無法根本解決不說,甚至造成更嚴重的問題。3、由于改變了受力模式,其實會影響全局的計算,因此結構的剛度、周期、位移等參數(shù)都會發(fā)生改變,必須注意。
如果連梁失效對結構承受豎向荷載無顯著影響,可將連梁在大震下設計為失效構件,從而將連梁兩端按鉸接連接處理,剪力墻按獨立墻肢進行第二次小震作用下的內力計算和分析。當結構位移仍能滿足規(guī)范要求時,剪力墻墻肢截面應按兩次計算的較大值進行包絡配筋,以保證在連梁完全失效時剪力墻墻肢仍有一定的安全可靠度。此時,在連梁鋼筋配置時應與其計算假定相符,即按梁端鉸接配筋(比如按構造要求設置連梁頂部鋼筋等)。當連梁鉸接處理后結構層間位移明顯增加,層間位移角不滿足規(guī)范要求,且在不影響建筑指標和效果的前提下,結構的側向剛度不能再增加時,可在結構分析中將連梁考慮為具有一定轉動約束的塑性鉸,并作為約束作用于剪力墻墻肢。
采用連梁鉸接處理方法應注意以下幾點:①所調整連梁不能作為次梁或主梁的支承梁,即其破壞應對結構承受豎向荷載無顯著影響。②實際調整中經常會出現(xiàn)將某根超筋連梁進行鉸接處理后,其他位置原來不超筋的連梁會出現(xiàn)超筋,此時應逐一分析各個連梁的超筋原因,采用相應的解決措施。
3.2 超限連梁的其他處理方法
采用上述超限連梁的一般處理方法后,仍可能出現(xiàn)連梁斜截面受剪承載力或正截面受彎承載力不滿足規(guī)范要求,此時可以采用如下其他處理方法。
(1)提高剪力墻墻肢和連梁的混凝土強度等級
當連梁的抗剪或抗彎承載力與實際承受的內力相差不大時,可以提高剪力墻墻肢和連梁的混凝土等級。盡管此法將增大結構整體剛度,進而增大結構的地震作用,但其增加的比例遠小于混凝土受剪或受彎承載力提高的比例,有可能使連梁的受剪或受彎承載力滿足規(guī)范要求。
1. 兩端與柱相接----框架梁。框架梁的兩端都是固結,可以在水平地震荷載下傳遞剪力,框架梁的水平地震荷載下的剪力是二端大,中間為0,故框架梁有箍筋加密區(qū),中間部分箍筋不用加密。
2. 兩端與主梁相接----次梁。次梁的兩端都是鉸接,次梁相接的不是豎向抗側構件,因此不傳遞水平地震荷載下的剪力。所以次梁不用設置箍筋加密區(qū)。
3. 兩端都和剪力墻水平相接----這種情況分2種(按《高規(guī)》JGJ3-2002中7.1.8條規(guī)定):
a) 跨高比<5,且剪力墻長度能滿足梁縱筋錨入墻內的長度≥LaE,且≮600mm----連梁。
跨高比<5是要求連梁有足夠的剛度,不只在聯(lián)肢墻內部傳遞剪力,還要平衡兩端剪力墻的彎曲應力,連梁的箍筋要求是按同等級的框架梁加密箍的要求,沿梁全長加密箍筋。此種連梁在外墻窗洞處應用較多,特別是結構體形扭轉不規(guī)則的情況,為了滿足結構抗扭剛度或避免外墻在扭轉變位較大時,外墻砌體與混凝土梁產生錯位裂縫,一般窗下墻也采用混凝土整澆,與樓面以下、窗洞以上部分一起形成一道深梁,按普通住宅層高2.8m,窗高1.5m考慮,此深梁高度有1.3m,其剛度相當大。此種連梁若不按剪力墻洞口輸入,則計算誤差會很大。
b)跨高比≥5----框架梁。
由于PKPM對連梁的定義是兩端與剪力墻相交的梁,當連梁的跨高比≥5時,其受力機理類似于框架梁(《高規(guī)》7.1.8條)。
第一種情況連梁應按剪力墻洞口輸入(在SATWE里是用和剪力墻相同的殼元來模擬),否則會導致(1)結構剛度失真;(2)連梁受力模式不正確。雖然PKPM說程序已采用了變形協(xié)調方程來解決梁和墻接觸面的變形問題,但計算結果仍然相差很大。第二種情況連梁應按主梁輸入并定義其為框架梁。
4. 一端與豎向抗側構件相連,一端與梁相接----次梁。
5. 一端與框架柱相連,一端與剪力墻平行相連----框架梁。
6. 一端與框架柱相連,一端與剪力墻垂直相連----框架梁。
剪力墻也有平面外剛度,可以近似看做一個長扁柱,按照新高規(guī)JGJ3-2002 中7.1.7條的要求,應控制剪力墻的平面外彎距,應至少采用下面的一個措施:
1)沿梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻;
2)在梁與墻相交處設置扶壁柱;
3)不能設置扶壁柱時,應設置暗柱,并按計算配筋。
注:當剪力墻厚度較小,梁與剪力墻垂直相交時,梁端縱筋的水平錨固長度0.4Lae可能不滿足,此時可采用減小縱筋直徑同時加大縱筋根數(shù),或是采用機械錨固來滿足要求。
7. 一端與剪力墻水平相連,一端與剪力墻垂直相連----框架梁。
8. 兩端都和剪力墻垂直相接----框架梁(構造同6)。