构件截面设计

（1）连梁及墙肢下端截面设计

在罕遇地震作用下，为了避免结构倒塌破坏，最大程度地耗散地震输入能量，使结构有足够的承载力和延性，需要在设计初期为结构选择一个合理的屈服机构。当联肢墙采用图7.6所示的目标屈服机构时，连梁就成为了指定屈服构件。由于连梁发生反对称变形，故而由均匀分布的重力荷载所作的外功等于零。每层连梁和墙肢底层下端截面所需要的塑性弯矩应满足下列条件（外功等于内功）：

式中，Mbpi为第i层连梁所需的塑性弯矩；θbi为连梁塑性转角，θbi=（lw/lb）θpl；Mwp为底层墙肢下端截面的塑性弯矩；θp为墙肢的塑性侧移角。

图7.6 联肢墙目标屈服机制

FEMA356规定[16]，当第一振型对应的基底剪力不小于77%的考虑高振型影响对应的基底剪力时，可不考虑高阶振型的影响。对于联肢剪力墙结构，当满足上述条件时，沿结构高度各连梁均可设计为具有相同承载力的连梁，这样式（7-37）中的连梁塑性弯矩Mbpi=Vbilb/2，其中连梁剪力Vbi按下式计算：

式中， n 表示全部连梁承担的剪力值，按式（7-4）确定；n为结构总层数。

已知各层连梁所需的塑性弯矩后，可由式（7-37）求出墙肢底层下端截面所需要的塑性弯矩。为了保证地震作用下联肢墙底层下端截面最后进入屈服状态，按式（7-37）确定的墙肢下端截面的塑性弯矩尚应乘以增大系数ηw：

式中，Vbpi表示第i连梁梁端截面达到受弯承载力所对应的剪力值（按实配钢筋面积和材料强度标准值计算）；Vbi表示第i连梁的剪力设计值。

（2）墙肢其余截面设计

在联肢墙结构设计中，可将联肢墙体系沿连梁切开，分离成独立的竖向悬臂墙隔离体。图7.7给出了目标侧移时墙肢的隔离体图。

图7.7 墙肢隔离体图

为了保证联肢墙结构形成预期的屈服机制，墙肢的设计必须能够抵抗最大预期荷载（包括由连梁和墙肢负担的重力荷载），同时考虑连梁端塑性铰一定范围内的应变硬化、材料超强、现浇混凝土楼板对连梁的增强作用等。截面设计时所采用的连梁塑性铰弯矩可将需求塑性弯矩Mbpi乘以适当的超强系数ηb得到。参考混凝土规范[7-3]对筒体及剪力墙洞口连梁的相关规定，对普通连梁，一、二、三、四级抗震等级，超强系数ηb可分别取1.3、1.2、1.1、1.0；配置有对角斜筋的连梁ηb取为1.0。

由于截面设计时所采用的连梁塑性铰弯矩比式（7-37）中所用的塑性弯矩Mbpi大，所以需要一定的侧向力与之平衡。假定作用在隔离体上所需的侧向力Fiu服从式（7-30）给出的分布形式，则其量值可通过整个隔离体的平衡条件获得。在联肢墙结构中，作用在边墙肢隔离体上（图7.7a）的需求平衡侧向力之和Ved可以由下式确定：

式中，hw′塑性铰中心至墙肢截面形心轴的距离。

对于中间墙肢隔离体（图7.7b），侧向力之和可计算如下：

式中，、分别表示中墙肢左、右侧连梁的需求塑性弯矩；、分别表示中墙肢左、右侧连梁的需求剪力；分别表示中墙肢左、右侧塑性铰中心至墙肢截面形心轴的距离。

根据作用在每层连梁端部的弯矩、剪力和侧向力Fiu就可计算出每层的墙肢端弯矩和剪力，然后按现行规范[3]进行墙肢截面承载力计算。