连梁框架梁次梁和基础拉梁的区别.docx

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连梁框架梁次梁和基础拉梁的区别

连梁、框架梁、次梁和基础拉梁的区别

连梁、框架梁、次梁和基础拉梁的区别

2010年12月20日

　　建筑2010-12-2015:

40:

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　　连梁、框架梁、次梁和基础拉梁的区别

　　金凯

　　在施工图审查过程中发现有些设计人对连梁、框架梁、次梁和基础拉梁（承台或独立柱基间的联系梁）的构造和使用范围不清楚，从而导致使用不当。

现结合规范、标准图集和构造手册对这个问题加以说明。

　　1、

　　连梁和框架梁：

　　连梁是指两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁（具体条文详见“高规”第7.1.8条）；框架梁是指两端与框架柱相连的梁，或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。

　　两者相同之处在于：

一方面从概念设计的角度来说，在抗震时都希望首先在框架梁或连梁上出现塑性铰而不是在框架柱或剪力墙上，即所谓“强柱弱梁”或“强墙弱连梁”；另一方面从构造的角度来说，两者都必须满足抗震的构造要求，具体说来框架梁和连梁的纵向钢筋（包括梁底和梁顶的钢筋）在锚入支座时都必须满足抗震的锚固长度的要求，对应于相同的抗震等级框架梁和连梁箍筋的直径和加密区间距的要求是一样的。

　　两者不相同之处在于，在抗震设计时，允许连梁的刚度有大幅度的降低，在某些情况下甚至可以让其退出工作，但是框架梁的刚度只允许有限度的降低，且不允许其退出工作，所以规范规定次梁是不宜搭在连梁上的，但是次梁是可以搭在框架梁上的。

一般说来连梁的跨高比较小（小于5），以传递剪力为主，所以规范对连梁在构造上作了一些与框架梁不同的规定，一是要求连梁的箍筋是全长加密而框架梁可以分为加密区和非加密区，二是对连梁的腰筋作了明确的规定即“墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置；当连梁截面高度大于700mm时，其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋（腰筋）的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm；对跨高比不大于2.5的连梁，梁两侧的纵向构造钢筋（腰筋）的面积配筋率不应小于0.3%”且将其纳入了强条的规定，而框架梁的腰筋只要满足“当梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%，且其间距不宜大于200mm。

”且不是强条的规定。

　　在施工图审查的过程中发现设计人常犯的错误有：

一是把两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁编成了框架梁，而且箍筋有加密区和非加密区，或把跨高比不小于5的梁编成了连梁；二是在连梁的配筋表中不区分连梁的高度和跨高比而笼统的在说明中交待一句“连梁腰筋同剪力墙的水平钢筋”，这时如果连梁中有梁高大于700mm或跨高比不大于2.5而剪力墙墙身配筋率小于0.3%或水平分布筋的直径不大于8mm时，容易违反“高规”第7.2.26条的规定，而且该条还是强条，这应引起设计人经的注意。

　　2、

　　框架梁和次梁:

　　一般情况下，次梁是指两端搭在框架梁上的梁。

这类梁是没有抗震要求的，因此在构造上它与框架梁有以下不同，现以国标图集”03G101-1”为例加以说明：

（1）

　　次梁梁顶钢筋在支座的锚固长度为受拉锚固长度la，而框架梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laE。

（2）

　　次梁梁底钢筋在支座的锚固长度一般情况下为12d，而框架梁的梁底钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laE。

　　（3）

　　次梁的箍筋没有最小直径的要求、没有加密区和非加密区的要求，只需满足计算要求即可。

而框架梁根据不同的抗震等级对箍筋的直径和间距有不同的要求，不但要满足计算要求，还要满足构造要求。

　　（4）

　　在平面表示法中，框架梁的编号为KL，次梁的编号为L。

　　在实际的施工图中，设计人员容易犯的错误主要有以下两类：

一是在次梁的平法表示中，对箍筋按加密区和非加密区来表示，如φ8@100/200等。

二是当次梁为单跨简支梁时，支座的负筋数量往往不满足“混凝土规范”第10.2.6条的规定（第10.2.6条当梁端实际受到部分约束但按简支计算时，应在支座区上部设置纵向构造钢筋，其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积的四分之一，且不应少于两根）。

　　3、

　　基础拉梁与次梁：

　　基础拉梁是指两端与承台或独立柱基相连的梁，与次梁相同之处在于基础拉梁也是没有抗震要求的、基础拉梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度也为受拉锚固长度la、基础拉梁的箍筋也没有加密区和非加密区的要求。

与次梁不同之处在于基础拉梁的梁底钢筋也必须满足受拉锚固长度la的要求、基础拉梁的宽度不应小于250mm、基础拉梁除按计算要求确定外梁内上下纵向钢筋直径不应小于12mm且不应少于2根（详见“地基规范”第8.5.20条）、箍筋不少于Φ6＠200（详见《全国民用建筑工程设计技术措施

　　结构篇》第3.12.1-9条）

　　在实际的施工图中，设计人员容易犯的错误主要是将基础拉梁简单套用框架梁的平法表示，编号为JKL，对箍筋按加密区和非加密区来表示，如φ8@100/200等。

而现有的国标平法图集中并没有专门针对基础拉梁的构造，如果设计人员想借用平法图集的话，将基础拉梁编号为JL较为合适，同时应在说明中注明JL的配筋构造应按“03G101-1”中次梁（非框架梁）的配筋构造执行，同时梁底钢筋锚入支座的长度必须满足受拉锚固长度la的要求。

　　综上述，连梁、框架梁、非框架梁、地基拉梁的区别可用下表来表示：

连梁框架梁次梁（非框架梁）地基拉梁是否有抗震要求有有无无梁顶钢筋的锚固要求抗震锚固长度laE抗震锚固长度laE受拉锚固长度la受拉锚固长度la梁底钢筋的锚固要求抗震锚固长度laE抗震锚固长度laE12d受拉锚固长度la箍筋的要求除满足计算要求外，箍筋沿梁全长加密，直径和间距应满足规范的要求除满足计算要求外，箍筋加密区和非加密区的直径和间距应满足规范的要求按计算要求配置，没有加密区和非加密区的要求按计算要求配置，且箍筋不少于Φ6＠200，没有加密区和非加密区的要求梁的编号LLKLLJL高层剪力墙中连梁设计建议和配筋计算

　　摘要：

在剪力墙结构和框架—剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢,墙肢与框架柱的梁称为连梁。

连梁一般具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。

一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。

此外,高层建筑中,由于连梁两端墙肢的不均匀压缩,会引起连梁两端的竖向位移差,这也将在连梁内产生内力。

在设计时,即使采取降低连梁内力的各种措施,如:

增大剪力墙的洞口宽度在连梁中部开水平缝在计算内力和位移时对连梁刚度进行折减对局部内力过大层的连梁进行调整等,仍难使连梁的设计符合要求。

基于这种情况,本文将提供连梁设计的几个建议,并且讨论连梁设计时的配筋计算。

　　关键词：

高层结构连梁计算

　　1连梁的工作和破坏机理

　　在风荷载和地震荷载作用下,墙肢产生弯曲变形,使连梁产生转角,从而使连梁产生内力。

同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形,对墙肢起到了一定的约束作用,改善了墙肢的受力状态。

高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种,即脆性破坏（剪切破坏）和延性破坏（弯曲破坏）。

连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用,将成为单片的独立梁。

这会使结构的侧向刚度大大降低,变形加大,墙肢弯矩加大,并且进一步增加Ｐ—Δ效应（竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩）,并最终可能导致结构的倒塌。

连梁在发生延性破坏时,梁端会出现垂直裂缝,受拉区会出现微裂缝,在地震作用下会出现交叉裂缝,并形成塑性绞,结构刚度降低,变形加大,从而吸收大量的地震能量,同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力,对墙肢起到一定的约束作用,使剪力墙保持足够的刚度和强度。

在这一过程中,连梁起到了一种耗能的作用,对减少墙肢内力,延缓墙肢屈服有着重要的作用。

但在地震反复作用下,连梁的裂缝会不断发展、加宽,直到混凝土受压破坏。

　　2设计的建议

　　在墙肢和连梁的协同工作中,剪力墙应该具有足够的刚度和强度。

在正常的使用荷载和风荷载作用下,结构应该处于弹性工作状态,连梁不应该产生塑性铰。

在地震作用下,结构允许进入弹塑性状态,连梁可以产生塑性铰。

根据抗震设计规范总则的要求,建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不损坏或不需修复仍可使用,当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

因此,剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏,也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则,同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服,而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。

　　因此在实际工程中要使连梁设计满足强剪弱弯的原则就必须考虑以下几个方面:

　　21关于连梁刚度的折减。

连梁由于跨高比小,与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减弱,内力重分布。

因此在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。

根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》第417条规定:

“在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度,在框架—剪力墙结构中,连梁的刚度可予以折减,折减系数不应小于055。

”一般在实际设计中我们在055—1之间取值,以符合截面设计的要求.

　　22加连梁跨度减少高度。

在连梁设计中,刚度折减后,仍可能发生连梁正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不够的情况,这时可以增加洞口的宽度,以减少连梁刚度。

减少了结构的整体刚度,也就减少了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。

如果只是部分连梁超筋或超限,则可采取调整连梁内力来解决。

调整的幅度不宜大于20%,且连梁必须满足“强剪弱弯”的要求。

　　23增加剪力墙厚度。

亦即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的受剪承载力与宽度的增加成正比。

由于该片墙厚增加以后,地震所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给该片剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁的受剪承载力不超限。

　　24提高混凝土等级。

混凝土等级提高后,结构的地震作用影响增加的比例远小于混凝土受剪承载力提高的比例,有可能使连梁的受剪承载力不超限。

　　25地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后,仍有部分不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力。

然后按“强剪弱弯”的要求,配置相应的纵向钢筋。

此时,如果不能保证连梁在大震时的延性要求,应重新计算整个结构,必要时调整结构布置,使连梁的承载力符合要求。

　　上述各种措施中,在能满足整体刚度的情况下,可先采用刚度折减,如仍超限可采用其余各种措施。

　　3连梁的配筋计算

　　31根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计和施工规程》,在连梁设计方面,对于连梁非抗震设计,抗震设计时跨高比大于25及小于25两种情况,在截面受剪承载力及配筋方面均有不同规定。

　　在结构计算时这类连梁往往发生受剪承载力的超限,这时可以将受力筋均匀布置,同时考虑到连梁以承载水平荷载为主,支座弯矩主要由水平荷载引起,在反复的水平荷载作用下支座截面上、下受拉筋面积相近,可以采用截面对称配筋。

在连梁配筋中,配置平行筋往往导致斜向受拉破坏或由于箍筋过量而发生剪切滑移破坏,这些破坏将导致连梁的滞回曲线变坏,耗能能力下降。