连梁超筋的处理方法-综述

未配置隔振消能构件的普通混凝土结构建筑物消耗地震作用的方式通常有两种，一种是主体振动消耗，一种是构件破坏消耗，连梁的作用就是通过构件破坏来消耗地震作用的。

    我们知道钢筋混凝土结构设计中常见的支座形式有刚接和铰接两种，而抗震中常将介于刚接和铰接之间的形态称作半刚接，也称之为塑性铰。塑性铰是钢筋混凝土结构中钢筋达到屈服直至退出工作的过程，这个过程消耗了大量的能量却没有造成建筑物的严重破坏，不影响结构安全。

    塑性铰的形式有两种，一种是纵向支座钢筋先屈服（弯曲破坏），破坏截面将发生在梁端，形成梁端塑性铰；另一种是箍筋率先屈服（剪切破坏），破坏截面发生在梁中部，形成梁中塑性铰。对于跨高比较大的构件，一般弯矩控制内力，纵筋先屈服，这使其必然形成梁端塑性铰；但是对于跨高比较小的构件，剪力为控制内力，箍筋先屈服，虽然在设计中按照强剪弱弯的理念尽量的减少纵筋配置，以期纵筋先屈服，但是由于其截面特性，其塑形铰必然发生在梁中，形成梁中塑性铰。由于跨高比大的梁往往承担着较大面积的板，因此伴随梁端塑性铰的是梁及板较大的挠度甚至破坏；同时，由于跨高比较大，传递水平荷载时不具有良好的稳定性，不利于对竖向构件的拉结。对跨高比较小的梁往往承担较小面积的板，且伴随梁中塑性铰的形成，梁的形态类似于悬挑梁，很好的规避了板的大面积破坏；另外在拉结竖向构件的过程中表现了良好的稳定性，这使其极适合作为耗能构件参与抗震。在抗震联肢墙和连肢筒壁中，各层连梁跨高比一般均较小，是塑形耗能构件的首选部位。

    高烈度区连梁超筋是个不可避免的现象，其原因往往是构件的剪压比不足。剪压比的限制是连梁作为耗能构件存在的先决条件，为预防连梁发生斜压破坏（腹板破坏）和控制裂缝宽度提供了强有力的保证，也为箍筋的充分工作提供了试验依据。然而如何解决和规避剪压比超限是非常棘手的问题，目前规范对于连梁的设计要求主要有两种：一种是高规的做法按照常规的配筋方案，严格限制构件的剪压比，并配置比普通梁更多的钢筋；另一种是混凝土规范补充的做法，适当放松对构件剪压比的限制，通过配置附加的钢筋提高连梁构件的延性水平和塑性耗能能力。

高规及混凝土规范对方法一的要求

混凝土规范对方法二的要求

设计中解决连梁超限问题的常规做法主要有：

1、计算中对连梁的刚度进行折减；

2、减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施；

3、对连梁进行塑形调幅处理，减低其剪力设计值（已经刚度折减的连梁其调幅范围应限制或不调幅）；

4、将连梁分缝设置为多道连梁；

5、对连梁进行点铰处理，按照连梁退出工作后的状态来包络设计；

6、对连梁的内力和配筋进行再调整（全国民用建筑工程设计技术措施/结构/混凝土结构（2009年版））方法进行处理；

7、在连梁中设置交叉斜筋、集中对角斜筋或交叉暗撑（规范具体要求详见上述方法二）。

    方法1~4是比较常用的解决连梁超筋的方法，其主要满足规范对方法一的控制要求，将连梁的抗弯纵筋减小，尽可能的降低连梁的抗弯能力，促使梁端出现塑性铰，同时加强对箍筋的配筋要求，提高截面的抗剪能力，做到强剪弱弯，有效提高构件的截面延性及耗能能力。这种方法主要适合剪跨比大于2.5的连梁。

    对于跨高比小于2.5的连梁可采用方法7进行处理，在连梁中配置一些附加钢筋提高连梁构件的延性水平和塑性耗能能力。而方法7的配筋方式根据不同的文献又可以有所调整，进一步降低对梁截面的要求和施工难度。

    对于方法5和方法6，主要考虑在非地震荷载作用下的弹性性能，在地震作用下出塑性铰耗能，同时还要保证地震工况下的结构整体安全，因此需要进行包络设计。

    方法5、6、7的具体操作笔者将在后续的文章中详解，敬请期待。

[1] 混凝土设计结构规范 GB50010-2010 中国建筑工业出版社

[2] 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010 中国建筑工业出版社

[3] 邵西子，张绮思.连梁超筋解决方案的选择与优化.结构工程师2016年4月第32券第2期

[4]  2009全国民用建筑工程设计技术措施-结构（混凝土结构）中国计划出版社