连梁超筋的处理方法有哪些?
未配置隔振消能构件的普通混凝土结构建筑物消耗地震作用的方式通常有两种,一种是主体振动消耗,一种是构件破坏消耗,连梁的作用就是通过构件破坏来消耗地震作用的。
我们知道钢筋混凝土结构设计中常见的支座形式有刚接和铰接两种,而抗震中常将介于刚接和铰接之间的形态称作半刚接,也称之为塑性铰。塑性铰是钢筋混凝土结构中钢筋达到屈服直至退出工作的过程,这个过程消耗了大量的能量却没有造成建筑物的严重破坏,不影响结构安全。
塑性铰的形式有两种,一种是纵向支座钢筋先屈服(弯曲破坏),破坏截面将发生在梁端,形成梁端塑性铰;另一种是箍筋率先屈服(剪切破坏),破坏截面发生在梁中部,形成梁中塑性铰。对于跨高比较大的构件,一般弯矩控制内力,纵筋先屈服,这使其必然形成梁端塑性铰;但是对于跨高比较小的构件,剪力为控制内力,箍筋先屈服,虽然在设计中按照强剪弱弯的理念尽量的减少纵筋配置,以期纵筋先屈服,但是由于其截面特性,其塑形铰必然发生在梁中,形成梁中塑性铰。由于跨高比大的梁往往承担着较大面积的板,因此伴随梁端塑性铰的是梁及板较大的挠度甚至破坏;同时,由于跨高比较大,传递水平荷载时不具有良好的稳定性,不利于对竖向构件的拉结。对跨高比较小的梁往往承担较小面积的板,且伴随梁中塑性铰的形成,梁的形态类似于悬挑梁,很好的规避了板的大面积破坏;另外在拉结竖向构件的过程中表现了良好的稳定性,这使其极适合作为耗能构件参与抗震。在抗震联肢墙和连肢筒壁中,各层连梁跨高比一般均较小,是塑形耗能构件的首选部位。
高烈度区连梁超筋是个不可避免的现象,其原因往往是构件的剪压比不足。剪压比的限制是连梁作为耗能构件存在的先决条件,为预防连梁发生斜压破坏(腹板破坏)和控制裂缝宽度提供了强有力的保证,也为箍筋的充分工作提供了试验依据。然而如何解决和规避剪压比超限是非常棘手的问题,目前规范对于连梁的设计要求主要有两种:一种是高规的做法按照常规的配筋方案,严格限制构件的剪压比,并配置比普通梁更多的钢筋;另一种是混凝土规范补充的做法,适当放松对构件剪压比的限制,通过配置附加的钢筋提高连梁构件的延性水平和塑性耗能能力。
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