连梁是什么(连梁的作用是什么)

  在剪力墙结构或框架-剪力墙结构中,与墙肢平面内相连的梁,我们一般定义为连梁。

  《高规》7.1.3条,跨高比小于5的连梁应按连梁的有关规定进行设计;跨高比不小于5的连梁宜按框架梁设计。

  在YJK或PKPM计算分析中,连梁一般采用壳单元,框架梁采用杆单元。连梁的混凝土强度等级砼两侧墙体的混凝土等级。

  以上是过往结构设计中的共识。但最近,又碰到了一些新问题。

  1)一侧与墙肢平面内相连,一侧与墙肢平面外相连(未设铰),到底算不算连梁?

  2)一侧与墙肢平面内相连,一侧与剪力墙端柱(按剪力墙加厚建模),到底算不算连梁?

  3)一侧与墙肢平面内相连,一侧与框架柱相连,到底算不算连梁?

  4)两侧均与墙肢平面内相连,但跨高比大于4.0,到底还算不算连梁?

  5)内走廊设计时,两侧都是框架柱,框架柱间距很小,中间的框架梁跨高比小于2.5,能否按连梁设计?

  6)某些住宅项目,外侧凸窗梁高度1.2m,跨度接近6.0m,从跨高比来看,可以定义为连梁,但这是真的连梁吗?

  《高规》7.1.3条条文说明,可以部分解释这些问题,两端都与剪力墙相连,并且与剪力墙在平面内相连的钢筋混凝土梁才称之为连梁。需要特别说明的是,一端支撑在剪力墙上,另一端支撑在框架柱上的梁,一般不作为连梁考虑,应作为普通梁考虑。

  有朋友可能会说,剪力墙端部设置小翼墙,与其相连的梁可以定义为连梁,我现在把翼墙做大,变成端柱,难道不能算连梁?

  这条在逻辑上确实不好否定。参考规范对约束边缘构件的要求,如果翼墙或端柱宽度不小于翼墙厚度加300mm,似乎可以定义为连梁。对200mm厚的剪力墙来说,即翼墙或端柱的最小宽度为500mm。在这种情况下,无论端柱是按剪力墙建模,还是按框架柱建模,都可以定义为连梁。

  以上是在文字层面,对连梁的概念进行辨析。接下来,我们看看本质。

  连梁与普通框架梁的最大区别是:

  1)普通框架梁以承受竖向荷载为主,而连梁在竖向荷载作用下的内力较小;

  2)在水平荷载作用下,由于连梁两侧剪力墙墙肢错动,连梁产生显著的剪力;

  3)连梁与墙肢共同作用,改善墙肢的受力状态,地震作用下,连梁具有明显的耗能能力。

  连梁最典型的特征,就是对两侧竖向构件具有明显的协调作用;通常跨高比较小;水平荷载作用下,剪力显著;耗能明显。具有类似特征的梁,我们可以按连梁来设计。因此,第5)个问题提到的短跨框架梁,其实也可以按连梁设计。

  连梁对两侧墙肢协调作用强弱的一个重要参数,就是跨高比。有文献建议,可以将连梁分为三类:1)强连梁,即跨高比≤2.5且梁高>400mm的连梁;2)普通连梁,2.5<跨高比<5.0的连梁;3)弱连梁,跨高比≥5.0的连梁。

  由于连梁在模型中一般采用壳元,框架梁采用杆元,这两种建模方式,对结构整体计算指标及构件内力均有一定影响。所以,模型中应该正确区分连梁和框架梁,二者不可混用。

  再者,模型计算时,连梁和框架梁的混凝土强度不同;施工图应按照结构模型准确区分。

  最后,需要注意,将梁定义为连梁,往往意味着,中震允许屈服,大震允许严重损坏。在一些重要部位,比如单向少墙结构中,外侧框架本身比较弱,我们其实不希望连梁屈服或损坏,此时,应提高性能目标,不能按连梁来设计。

  说到底,连梁究竟是什么呢?

  连梁其实是一类特殊的受力状态,是人为设计的抗震薄弱位置。在结构设计中,硬扛地震,是愚蠢且不经济的做法。所谓放抗结合,连梁破坏就是重要的放的措施,马那瓜美洲银行大厦,在1972年12月23日,以自己的亲身经历,证明了这一点。
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