摘要：建筑結構中連梁是抗震剪力墻結構中第一道抗震防線，起著消耗地震能量的作用。本文結合自己的工作經驗，探討建筑結構中的鋼筋混凝土連梁的破壞特點、研究現狀和設計方法，并通過對設計方法的分析提出了自己的觀點，具有參考和借鑒意義。
　　關鍵詞：建筑結構；連梁；設計
　　0.引言
　　建筑結構中連梁起著調節和保證剪力墻側向剛度的作用，是抗震剪力墻結構中第一道抗震防線，起著消耗地震能量的作用。具有足夠強度、剛度和良好變形性能的連梁的剪力墻，在遭受強烈地震時，多數連梁在墻肢屈服之前先屈服，發揮其塑性變形能力，耗散地震能量，有效減輕主體結構構件的損壞，使結構達到三個水準的抗震設防目標[1]。
　　1.鋼筋混凝土連梁的破壞特點
　　鋼筋混凝土連梁可視為兩端與墻肢剛接連接，反彎點在跨中的反對稱彎曲深梁。在風荷載和水平地震作用下，墻肢產生彎曲變形，使連梁產生轉角，從而使連梁產生內力。同時連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來減少了墻肢的內力和變形，對墻肢起到了一定的約束作用，改善了墻肢的受力狀態。其破壞形式可分兩種：脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。連梁發生脆性破壞時，喪失了各墻肢的約束作用，將其成為單片的獨立梁。這會使結構的側向剛度降低，變形加大，墻肢彎矩加大，并且增加P一△效應[2]。連梁發生延微裂縫，并形成塑性鉸，塑性鉸仍能繼續傳遞彎矩和剪力，從而吸收大量的地震能量，對墻肢起到一定的約束作用，在這一過程中，連梁起到了一種耗能的作用，對減少墻肢內力，延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復作用下，連梁的裂縫會不斷發展，直到混凝土受壓破壞。連梁受力和變形與跨高比較大的細長梁或簡支深梁都有很大的差別，其破壞形態與其剪壓比、剪箍比、跨高比等因素有關。一般可分為彎曲滑移型破壞、彎曲剪切型破壞和剪切型破壞三種，這些破壞均帶有剪切破壞的特點，延性和耗能指標都較差[3]。
　　2.鋼筋混凝土延性連梁研究現狀
　　國外從20世紀70年代開始對連梁進行研究，國內的研究始于1983年。目前國內外研究重點主要在如何改善連梁的延性上。主要的研究方向有：(1)采取措施增加連梁的跨高比，改善連梁的受力特性，如帶通縫連梁、帶槽縫連梁。(2)沿用傳統細長梁的配筋方案(即縱向鋼筋+箍筋)，對詳細構造措施進行研究并提出更加嚴格的設計要求；并突破縱向鋼筋+箍筋的傳統梁配筋形式，尋求更有效的配筋方案。
　　3.帶通縫、帶槽縫連梁方案
　　為了改善連梁的延性，沿梁長截面高度中間帶通縫的連梁，如圖l所示。試驗表明，這
　　種連梁具有相當大的延性，但剛度和強度低過多。
　　                      
　　圖1帶通縫連梁
　　為改善帶通縫連梁的上述缺點，研究出新的帶槽縫的延性連梁，如圖2所示。中間的混凝土連接鍵在地震作用下逐漸開裂，其銷鍵作用使結構能在保持較高強度和剛度下發生較大變形。
　　           
　　圖2帶槽縫連梁
　　
　　4.提高連梁抗震性能的配筋方案
　　傳統的配筋方案及現行規程[2]推薦的連梁的設計方法對采取傳統配筋方案的連梁的研究開展較早，比較成熟，因其構造簡單、施工方便的特點，為工程界廣泛接受。現行規范為了提高連粱的抗震性能，主要采取了以下綜合措施：
　　4.1控制連梁的剪壓比，取與普通框架梁相同的剪壓比限值。
　　4.2梁的剪力設計值。按“強剪弱彎”原則進行調整，連梁的剪力增大系數取與普通框架梁的相同。
　　4.3連梁的斜截面受剪承載力驗算。與普通框架梁相比，降低了箍筋部分的承載能力(降低20％)(跨高比大于2.5時)；當跨高比不大于2.5時，連梁的受剪承載力比跨高比大于
　　2.5的連梁降低10％。
　　4.4連梁的剛度折減。由于剪力墻的剛度一般很大，在水平地震作用下，連梁會因為很
　　大的內力而超過截面允許值。因此可考慮在不影響其承受豎向荷載能力的前提下，允許其適當開裂(降低剛度)而把內力轉移到墻體上。折減系數不宜小于0.5，以保證連梁承受豎向荷載的能力。對連梁剛度折減后，仍發生連梁斜截面受剪承載力不夠時，可區別不同的情況采取如下相應的措施：如果結構的整體剛度較大，計算位移比規定的限值小，自振周期小，不滿足斜截面受剪承載力要求時，可采用減小連梁截面高度的方法，使連梁的內力減少。如果只是部分連梁的斜截面受剪承載力不足，可對水平地震作用下連梁的彎矩及剪力進行調幅，由于已經對連梁的剛度進行過折減，應嚴格控制調整幅度，并適當提高其余部位連梁和墻肢的彎矩設計值。如經上述調整仍不符合斜截面受剪承載力要求時，可按剪壓比限值確定剪力，并反算出連梁的彎矩，按“強剪弱彎”原則配置相應的縱向鋼筋。如果不能保證連梁在大震時的延性要求，可按在大震作用下該連梁不參與工作，按獨立墻肢進行第二次多遇地震下結構內力分析，墻肢應按兩次計算所得較大內力進行配筋設計。必要時應重新調整結構布置，使連粱的承載力符合要求。
　　4.5構造上的特殊要求。
　　①縱向鋼筋在保證受彎承載力的前提下，應越小越好，以使連梁在地震作用下盡早屈服、耗散能量，形成抗震的第一道防線。規范未明確規定縱向鋼筋的最小配筋率，文獻[4]從連梁受剪截面控制條件出發，對這一問題進行了深入研究，提出了設計建議，見表l。
　　表1連梁構造縱向鋼筋配筋率
　　         　　
　　②抗震設計時連梁箍筋沿全長的構造按框架梁端加密區箍筋的構造要求采用；頂層連粱的縱向鋼筋錨固范圍內，應設置箍筋，箍筋直徑與該連梁的箍筋相同，但間距不宜大于150mm。
　　③連梁范圍內，墻體的水平分布筋應作為連梁的腰筋拉通連續配置；連梁截面高度大于700mm時，兩側腰筋的直徑不小于10mm，間距不應大于200mm；連梁跨高比不大于2.5時，兩側腰筋的面積配筋率不應小于0.3％。
　　5.提高連梁延性的其他配筋方案按傳統細長梁的配筋方案
　　即使采取了嚴格的構造措施，也難以滿足對連梁抗震性能的要求，特別對抗震等級高的高層建筑結構。目前對連梁的配筋方案進行了許多有創意的研究，尋求更加安全可靠、方便施工的配筋方案，來改善連梁的抗震性能。小跨高比連梁的破壞主應力跡線基本呈現斜向網狀交叉形，從鋼筋的有效性考慮，斜向配筋是最好的，新西蘭P.PAULAY教授提出斜向交叉暗柱式配筋方案(即交叉暗撐)，如圖3所示，通過縱向鋼筋、箍筋與斜向交叉暗柱式鋼筋相結合，在跨高比為1.3的情況下，位移延性系數可達到6.0[5]。該配筋方案適宜用于寬度在300～350mm以上的連梁，國內外規范都有推薦使用。我國規范[1]規定：跨高比不大于2的框筒梁和內筒連梁宜采用交叉暗撐，跨高比不大于1的框筒梁和內筒連梁應采用交叉暗撐。并對交叉暗撐的計算和構造作了規定。但由于施工難度較大，工程界應用不多。
　　圖4是幾種斜向布筋的方案，其位移延性系數在2～4之間，耗能能力比斜向交叉暗柱式配筋方案略遜一籌，但施工比較方便。對一、二級抗震等級且連梁跨高比≤2、墻厚≥200
　　mm時，規范[1]將交叉鋼筋作為改善連梁抗剪性能的構造措施推薦使用，不計入其受剪承載力。交叉鋼筋直徑一般不小于12mm，應按受拉鋼筋錨入墻內。
　　       

           
　　     　　
　　　6.結束語
　　鋼筋混凝土連梁的結構設計還存在不少問題，但隨著不斷深入的研究，這些問題將會
　　得到較好的解決。
　　參考文獻
　　[1]黃小坤.剪力墻連梁縱向鋼筋構造配筋率探討[J].北京：建筑結構，2004，34(1)：43—55.
　　[2]丁大鈞.現代混凝土結構學[M].北京：中國建筑工業出版社，2000：647—662.
　　[3]曹云鋒，張彬彬，趙杰林等.改善洞口連梁抗震性能的一種有效配筋方案[J].重慶：重慶建筑大學學報，2003，25(5)：24—30.
　　[4]GB50011-2001，建筑抗震設計規范[S].
　　[5]JGJ3-2002，高層建筑混凝土結構技術規程[s].