双连梁等效方法分析

双连梁等效方法分析

刘小平楚孝田

（中国中轻国际工程有限公司北京100026）

[摘要]对双连梁简单等效方法的不足进行分析，并按抗弯刚度等效的原则建立模型，对不同跨高比连梁及不同墙肢截面高度时双连梁的等效进行计算，得出双连梁等效截面高度系数。

[关键词]双连梁；跨高比；墙肢截面高度

Analysisofequivalentmethodsofdualbeams

LiuXiaoping

（CHINALIGHTINDUSTRYINTERNATIONALENGINEERINGCO.,LTDBeijing100026）

Abstract:Analysisingoftheshortageofsimpleequivalentmethodofdualbeams,andbuildingmodelstocalculateequivalentdualbeamsinconditionsofdifferentlengthtoheightratioandcross-sectionalheightofwallsectionaccordingtotheprincipleofequivalentbendingstiffness,thuseducingcross-sectionalheightcoefficientofequivalentdualbeams.

Keywords:dualbeams;lengthtoheightratio;equivalentcross-sectionalheight

１前言

连梁超筋是剪力墙抗震设计中最常出现的问题，多为抗剪截面不够引起。剪力墙连梁超筋、超限时，可根据“混凝土高规”第7.2.25条的相关规定，作如下处理：（1）减小连梁的计算截面；（2）对连梁进行调幅处理；（3）连梁的铰接处理；（4）合理考虑连梁刚度的实用设计方法[1]。２０１０版抗规（第６.４.７条）[2]首次提出了“双连梁”的概念来解决连梁超筋的问题。同时，双连梁还可以解决设备开洞问题。有时设备管道受建筑净高的限制无法从连梁下方穿过，此时可通过等效双连梁，利用双连梁之间的空间供设备管道使用。

2目前双连梁的计算方法

受计算软件的限制，之前对“双连梁”都以等效的方法进行计算，PKPM可以在特殊构件补充定义里定义双缝/多缝连梁，但其计算原理仍有待进一步明确。目前对“双连梁”的计算模型只能进行简单等效。具体为，按连梁抗剪截面面积相等的原则等效，等效连梁的宽度取为小截面连梁宽度的２倍，高度与小截面连梁相等，按简单等效后的连梁截面进行结构分析计算，再根据计算结果对设置水平缝的连梁进行配筋设计。按抗剪截面相等原则等效后，连梁的抗剪性能没有改变，但其抗弯性能却可能发生较大变化。

当按简单等效的原则得到抗剪截面相等时，h=0.5H，抗弯模量相等时，h=H/2≈0.8H。

3现有文献中的等效分析

文[3]用ETABS软件对图1（a）所示双连梁按位移相等原则，即按抗弯刚度相等原则等效的连梁截面为200x1460，简单等效的连梁截面为400x900，前者抗弯刚度是后者的1.56倍，是不开缝连梁（200x1900）的0.454倍。

从以上分析可以看出，按简单等效的连梁抗弯性能有较大偏差。而按抗弯刚度等效时，双连梁等效截面高度系数为0.616。

文[4]按照单位力作用下连梁位移相等的原则，不计入连梁中产生的转角位移，通过理论推导得出连梁在不同跨高比时双连梁的等效截面高度比，如图2所示：

从图2可以得出，通过抗弯刚度等效的双连梁截面高度系数为0.661~0.783，与文献[3]的分析结果接近。

4本文的等效方法

本文采用清华大学开发的结构力学求解器V2.0模拟连梁及墙肢单元，在假定连梁及墙肢轴向刚度及剪切刚度为无穷大的基础上，按照位移相等原则，分析不同跨高比连梁及不同墙肢截面高度时双连梁的等效高度。

模型如图3所示，假定层高为5，连梁高度为1，连梁跨度为1.5、3、5，墙肢长度为2~8，F=100000,等效后双连梁之间距离为0.5，通过不同相对抗弯刚度墙肢来模拟不同墙肢截面高度,从而得出不同跨高比连梁及不同墙肢截面高度时双连梁的等效高度。

5等效结果及分析

分析结果如图4所示。从图中可以看出，连梁不同跨高比时双连梁等效截面高度系数范围为0.694~0.829，结合文献[3][4]，按抗弯刚度等效时，双连梁等效截面高度系数为0.7左右。

综合考虑抗剪刚度与抗弯刚度，双连梁等效截面高度系数为0.5~0.7。

6结论

（1）双连梁等效截面高度系数为0.5~0.7。

（2）实际工程中连梁等效方法有待更加精确的分析计算，等效后的连梁配筋有待进一步研究。

参考文献

[1]林杰.浅析剪力墙双连梁设计.建筑结构.福建建设科技,２０１２.Ｎｏ.３.

[2]中国建筑科学研究院.ＧＢ５００１１－２０１０建筑抗震设计规范［Ｓ］.北京:中国建筑工业出版社,２０１０.

[3]朱炳寅.混凝土剪力墙连梁的设计计算及超筋处理［J］.建筑结构.技术通讯,2007,37(3).

[4]陈云涛.双连梁的等效分析.建筑结构,2011,Vol.41.