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摘 要：稳定性是建筑结构设计中不得不重点考虑的一个问题，基于此，本文进行了超高层建筑剪力墙的连梁设计探讨。
关键词：超高层建筑；剪力墙；连梁设计
前言
对于超高层建筑而言，其稳定性要求远远高于普通建筑，在超高层建筑中，剪力墙的连梁设计是确保建筑稳定的重要方面。
1 超高层建筑剪力墙连梁的破坏机理
一般钢筋混凝土的破坏形式可以分为两种，即脆性破坏和延性破坏。而我们在进行无论何种形式的结构设计中，首先应该绝对避免的情况就是脆性破坏。一旦剪力墙发生了脆性破坏，剪力墙的承载能力就会迅速地失去，严重的甚至会造成整体结构的突然坍塌。
因此为避免剪力墙的脆性破坏，地震来临时连梁的破坏给整个剪力墙结构带来的影响及意义是值得研究与探讨的。连梁的脆性破坏一旦发生，就会使其失去对墙肢的约束作用。当破坏严重到一定程度时，连梁两端的连肢剪力墙可几乎变为两片独立的剪力墙。当这种情况发生时，会大大降低结构的侧向刚度，增大了墙肢的弯矩。但是，连梁发生的脆性破坏并不是致命的，与一旦剪力墙发生脆性破坏有可能造成整体结构坍塌相比，只要连梁承担的竖向荷载合理，作为耗能构件，从某种意义上来说，当地震来临时，若连梁发生破坏能在某种程度上减弱或者避免墙肢的脆性破坏，对整栋建筑结构的安全是有益的。
如果剪力墙不可避免的受到破坏，那我们应该尽量使破坏变为延性破坏。延性破坏大致会出现两种情况，一种是剪力墙先于连梁发生弯曲破坏，这种情况下剪力墙在破坏时的变形较小。因此，对有抗震设防的建筑物来说，它虽然是一种延性破坏，但其抗震能力较弱，无法真正成为一道抗震防线，因此设计中应尽量避免此种情况的发生。
另外一种延性破坏的情况是连梁先于墙肢屈服。如果连梁拥有一定的延性时，当地震发生时，塑性铰的变形就可以帮助连梁吸收一定的地震力。同时，弯矩和剪力也能通过塑性铰来传递，连梁对剪力墙的约束作用就得到了大大的加强，剪力墙刚度也得到了一定的保证，这是我们在设计时应首先考虑到的。所以在设计超高层剪力墙结构时，必须十分注意如何提高连梁的延性。
总体来说，连梁先于剪力墙发生破坏要好于剪力墻率先发生破坏，当然这只是一种理想状态或是一种设计指导方向，这种理论想法在实际的地震案例中并不多见。经过资料查询，大多数经历大震的剪力墙结构，连梁和剪力墙往往是同时发生破坏，因此在剪力墙结构的设计过程中，不但要使连梁在承载力计算中满足规范要求外，同時在构造措施方面也要采取一定的措施。
2 超高层建筑剪力墙连梁设计重点
2.1连梁刚度的合理调整
在使用PKPM结构设计软件进行结构设计时，发现该软件在SATWE的总信息菜单中增加了“墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点”这一选项。水平荷载作用下的梁端剪力由于受到刚性楼板的约束，一般会比不受刚性楼板约束时大。由于楼板可以视作连梁的翼缘，钢筋混凝土楼板对连梁的刚度无疑会起到一定的增大作用，并且刚度增大的程度会随连梁截面形式的改变有较大的差别和变化。若计算楼板的翼缘作用，连梁的刚度无疑会增大，这必然会使结构整体地震作用加剧，连梁也会吸收更多的地震力，而连梁刚度的增大也违反了“强墙肢弱连梁”（强剪弱弯）这一设计准则，那么如何合理的调整连梁的刚度也就成了连梁设计中必须要解决的问题。
2.2连梁刚度的折减控制
连梁由于跨高比小而与其相连的剪力墙刚度非常大，在水平地震力的作用下，混凝土可能会产生裂缝甚至出现大面积的开裂，从而引起整体刚度的降低，因此对连梁的刚度进行折减是非常有必要的，也是完全符合实际情况的。但是，连梁刚度并不能无止境的折减下去，折减得越多，就意味着地震荷载作用下产生的开裂程度越大。在超载时，如发生强烈地震时，塑性铰就会过早出现。
2.3双连梁及深连梁的应用
对于连梁的设计，设置双连梁或者深连梁也可能会产生较好的效果，现在普遍的认为是使用双连梁是较为先进的方法，效果会明显好于深连梁，经过对一些文献的参考和查找，发现了一些典型的实例，比如：在汶川地震中，大量房屋倒塌，其中彭州市设防烈度和实际烈度均为7度，其一幢剪力墙结构超高层建筑的深连梁产生了较为严重剪切破坏，而位于实际烈度为6度～7度的成都市和实际烈度为6度的西安市的两幢采用双连梁的框架—剪力墙结构却起到了良好的抗震效果。从这个经典的案例可以表明：由于双连梁在跨高比等上的优势，其抗震性能应明显优于深连梁。现在有多种新型材料的连梁及配筋方案已经运用到了实际的工程中，这也将会成为今后设计和学习的一个重点。
2.4合理进行设计调整
在一系列调试之后，若连梁仍发生受弯承载力或受剪承载力不足的情况，应根据不同情况进行不同的设计调整：比如若结构本身位移比远远小于规范规定的限值，说明结构自身刚度足够，但是超筋的连梁数量却相对较多，此时可适当减小连梁的刚度，比如加大连梁跨度，减小连梁截面尺寸，适当减少连梁两端剪力墙的刚度等，从而可适当减少结构的整体刚度，使连梁周边的剪力墙相对吸收较小的地震力，从而使连梁的承载力满足要求。如果只是小部分连梁超筋，在不影响建筑门洞或者窗洞的尺寸的前提下，增加连梁截面往往会达到理想的效果。一栋7度及以上设防的超高层剪力墙结构，特别是体型不是非常规则的情况下，若要使所有的连梁完全实现满足承载力的要求是比较困难的，若能保证90%以上的连梁满足要求同时控制住其他的总体设计信息及参数，该楼的结构设计目的基本可以达到。
3 结语
在剪力墙结构中连梁起着非常重要的作用，连梁设计关乎建筑结构的稳定以及工程的安全性，所以，我们需要明白连梁结构的破坏机理，并采取相应的对策，以确保建筑的整体稳定。
参考文献
[1]范小平.超高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].低温建筑技术，2012（11）
[2]何忻炜，郑毅敏.超超高层建筑连梁杭剪截面不足问题的解决方案研究[J].结构工程师，2013（3）
[3]张永刚.剪力墙结构施工图设计审查常见问题探讨[J].建筑结构，2012（S1）
[4]罗素玲.超高层剪力墙结构连梁的设计与分析[J].新材料新装饰，2014（02）
（作者单位：武昌理工学院）
关键词：超高层建筑；剪力墙；连梁设计
前言
对于超高层建筑而言，其稳定性要求远远高于普通建筑，在超高层建筑中，剪力墙的连梁设计是确保建筑稳定的重要方面。
1 超高层建筑剪力墙连梁的破坏机理
一般钢筋混凝土的破坏形式可以分为两种，即脆性破坏和延性破坏。而我们在进行无论何种形式的结构设计中，首先应该绝对避免的情况就是脆性破坏。一旦剪力墙发生了脆性破坏，剪力墙的承载能力就会迅速地失去，严重的甚至会造成整体结构的突然坍塌。
因此为避免剪力墙的脆性破坏，地震来临时连梁的破坏给整个剪力墙结构带来的影响及意义是值得研究与探讨的。连梁的脆性破坏一旦发生，就会使其失去对墙肢的约束作用。当破坏严重到一定程度时，连梁两端的连肢剪力墙可几乎变为两片独立的剪力墙。当这种情况发生时，会大大降低结构的侧向刚度，增大了墙肢的弯矩。但是，连梁发生的脆性破坏并不是致命的，与一旦剪力墙发生脆性破坏有可能造成整体结构坍塌相比，只要连梁承担的竖向荷载合理，作为耗能构件，从某种意义上来说，当地震来临时，若连梁发生破坏能在某种程度上减弱或者避免墙肢的脆性破坏，对整栋建筑结构的安全是有益的。
如果剪力墙不可避免的受到破坏，那我们应该尽量使破坏变为延性破坏。延性破坏大致会出现两种情况，一种是剪力墙先于连梁发生弯曲破坏，这种情况下剪力墙在破坏时的变形较小。因此，对有抗震设防的建筑物来说，它虽然是一种延性破坏，但其抗震能力较弱，无法真正成为一道抗震防线，因此设计中应尽量避免此种情况的发生。
另外一种延性破坏的情况是连梁先于墙肢屈服。如果连梁拥有一定的延性时，当地震发生时，塑性铰的变形就可以帮助连梁吸收一定的地震力。同时，弯矩和剪力也能通过塑性铰来传递，连梁对剪力墙的约束作用就得到了大大的加强，剪力墙刚度也得到了一定的保证，这是我们在设计时应首先考虑到的。所以在设计超高层剪力墙结构时，必须十分注意如何提高连梁的延性。
总体来说，连梁先于剪力墙发生破坏要好于剪力墻率先发生破坏，当然这只是一种理想状态或是一种设计指导方向，这种理论想法在实际的地震案例中并不多见。经过资料查询，大多数经历大震的剪力墙结构，连梁和剪力墙往往是同时发生破坏，因此在剪力墙结构的设计过程中，不但要使连梁在承载力计算中满足规范要求外，同時在构造措施方面也要采取一定的措施。
2 超高层建筑剪力墙连梁设计重点
2.1连梁刚度的合理调整
在使用PKPM结构设计软件进行结构设计时，发现该软件在SATWE的总信息菜单中增加了“墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点”这一选项。水平荷载作用下的梁端剪力由于受到刚性楼板的约束，一般会比不受刚性楼板约束时大。由于楼板可以视作连梁的翼缘，钢筋混凝土楼板对连梁的刚度无疑会起到一定的增大作用，并且刚度增大的程度会随连梁截面形式的改变有较大的差别和变化。若计算楼板的翼缘作用，连梁的刚度无疑会增大，这必然会使结构整体地震作用加剧，连梁也会吸收更多的地震力，而连梁刚度的增大也违反了“强墙肢弱连梁”（强剪弱弯）这一设计准则，那么如何合理的调整连梁的刚度也就成了连梁设计中必须要解决的问题。
2.2连梁刚度的折减控制
连梁由于跨高比小而与其相连的剪力墙刚度非常大，在水平地震力的作用下，混凝土可能会产生裂缝甚至出现大面积的开裂，从而引起整体刚度的降低，因此对连梁的刚度进行折减是非常有必要的，也是完全符合实际情况的。但是，连梁刚度并不能无止境的折减下去，折减得越多，就意味着地震荷载作用下产生的开裂程度越大。在超载时，如发生强烈地震时，塑性铰就会过早出现。
2.3双连梁及深连梁的应用
对于连梁的设计，设置双连梁或者深连梁也可能会产生较好的效果，现在普遍的认为是使用双连梁是较为先进的方法，效果会明显好于深连梁，经过对一些文献的参考和查找，发现了一些典型的实例，比如：在汶川地震中，大量房屋倒塌，其中彭州市设防烈度和实际烈度均为7度，其一幢剪力墙结构超高层建筑的深连梁产生了较为严重剪切破坏，而位于实际烈度为6度～7度的成都市和实际烈度为6度的西安市的两幢采用双连梁的框架—剪力墙结构却起到了良好的抗震效果。从这个经典的案例可以表明：由于双连梁在跨高比等上的优势，其抗震性能应明显优于深连梁。现在有多种新型材料的连梁及配筋方案已经运用到了实际的工程中，这也将会成为今后设计和学习的一个重点。
2.4合理进行设计调整
在一系列调试之后，若连梁仍发生受弯承载力或受剪承载力不足的情况，应根据不同情况进行不同的设计调整：比如若结构本身位移比远远小于规范规定的限值，说明结构自身刚度足够，但是超筋的连梁数量却相对较多，此时可适当减小连梁的刚度，比如加大连梁跨度，减小连梁截面尺寸，适当减少连梁两端剪力墙的刚度等，从而可适当减少结构的整体刚度，使连梁周边的剪力墙相对吸收较小的地震力，从而使连梁的承载力满足要求。如果只是小部分连梁超筋，在不影响建筑门洞或者窗洞的尺寸的前提下，增加连梁截面往往会达到理想的效果。一栋7度及以上设防的超高层剪力墙结构，特别是体型不是非常规则的情况下，若要使所有的连梁完全实现满足承载力的要求是比较困难的，若能保证90%以上的连梁满足要求同时控制住其他的总体设计信息及参数，该楼的结构设计目的基本可以达到。
3 结语
在剪力墙结构中连梁起着非常重要的作用，连梁设计关乎建筑结构的稳定以及工程的安全性，所以，我们需要明白连梁结构的破坏机理，并采取相应的对策，以确保建筑的整体稳定。
参考文献
[1]范小平.超高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].低温建筑技术，2012（11）
[2]何忻炜，郑毅敏.超超高层建筑连梁杭剪截面不足问题的解决方案研究[J].结构工程师，2013（3）
[3]张永刚.剪力墙结构施工图设计审查常见问题探讨[J].建筑结构，2012（S1）
[4]罗素玲.超高层剪力墙结构连梁的设计与分析[J].新材料新装饰，2014（02）
（作者单位：武昌理工学院）