[发明专利]一种兼具承重与耗能双重功能的分段式钢筋混凝土连梁的设计方法

说明书

本发明涉及一种兼具承重与耗能双重功能的分段式钢筋混凝土连梁的设计方法。所述的分段式连梁由耗能段和承重段两部分组成，承重段比耗能段高，高度差为250mm～400mm。所述的承重段可用于按悬臂梁状态独自承担楼面梁荷载，在设防地震作用下不屈服，在罕遇地震作用下承载力不明显降低，实现连梁在大震作用下的承重功能。所述耗能段允许在罕遇地震下发生屈服，甚至发生严重破坏，从而实现连梁在罕遇地震作用下的耗能功能。这种分段式连梁不仅可以解决实际工程中楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上这一问题，还兼具承重与耗能双重作用，且施工方便，节约材料用量，设备安装方便，具有良好的经济性。

技术领域

本发明专利涉及土木工程中结构设计领域，具体为兼具承重与耗能双重功能的分段式钢筋混凝土连梁的设计方法。

背景技术

连梁是高层建筑结构中剪力墙之间的重要连接构件，作为主要耗能构件，在多遇地震、罕遇地震作用下率先进入屈服耗能，它可以很大程度的减少地震所造成的损失。《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)6.7.3条规定：楼面梁不宜支承在内筒连梁上。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)7.1.5条规定：楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上；9.1.10条规定：楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上。为满足相关规范要求避开连梁，通常需要将楼盖梁布置成斜梁。然而楼盖梁布置成斜梁材料损耗大，施工不便，不利于房间分割和设备布置，因此实际工程中往往存在连梁支承楼面梁的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种兼具承重与耗能双重功能的分段式钢筋混凝土连梁的设计方法，通过该设计方法允许出现楼面梁支承在核心筒或内筒的连梁上的情况，避免结构出现斜梁，造成建筑房间分割麻烦、设备布置困难、施工不便、材料损耗增大等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种兼具承重与耗能双重功能的分段式钢筋混凝土连梁的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：建立整体结构模型，对所述结构模型中的支承楼面梁的连梁设置为分段式钢筋混凝土连梁，所述分段式钢筋混凝土连梁的耗能段与承重段分开建模，承重段比耗能段高250mm～400mm；

步骤2：根据设防地震烈度，对所述结构模型进行多遇地震下弹性分析的步骤，得到分段式连梁的截面高度、以及承重段和耗能段的配筋；

步骤3：删除耗能段，将承重段设为悬臂梁，计算得到在竖向荷载作用下承重段的配筋；

步骤4：对所述结构模型进行设防地震作用下等效弹性分析步骤，它包括：

根据设防地震作用下弹性对承重段抗剪承载力进行验算，判断承重段抗剪承载力是否满足要求；

根据设防地震作用下不屈服对承重段的正截面抗弯承载力进行验算，判断承重段正截面抗弯承载力是否满足要求；

判断耗能段的剪压比是否满足要求；

以上判断全部满足要求，进行步骤5；

以上判断中的任意一项不满足要求，返回步骤2，调整分段式连梁的截面高度、以及承重段和耗能段的配筋；

步骤5：根据设防地震烈度，对所述结构模型进行罕遇地震下弹塑性时程分析的步骤，判断连梁承重段是否处于未损坏或轻微损坏状态；

判断为是，结束；

判断为否，返回步骤2，调整分段式连梁的截面高度、以及承重段和耗能段的配筋。

上述方案的步骤2中，耗能段折减系数为0.6-0.7，承重段的刚度放大系数为1.5～2.0。

上述方案中，步骤3具体为：

承重段所承受的弯矩为M，剪力为V，按悬臂梁计算上部纵向钢筋和箍筋的面积，公式计算即：