建筑结构学报 Jour nal of Bu ildi ng Structures 第32卷第1期2011年1月 V ol 32N o 1Jan 2011002 文章编号:1000 6869(2011)01 0017 13 三类钢板剪力墙结构试验研究 郭彦林,周 明,董全利,王小安 (清华大学土木工程系,北京100084) 摘要:防屈曲钢板剪力墙已被试验证明是优秀的抗侧耗能构件,但墙板嵌入受弯框架时,二者之间的相互作用尚需进一步研究。为此进行了两层单跨钢框架内嵌防屈曲钢板剪力墙的试验研究,作为比较同时进行了两层单跨钢框架内嵌非加劲钢板剪力墙与两层单跨钢框架内嵌组合钢板剪力墙结构的试验研究。在试验的基础上,对试件进行有限元分析,比较了三类钢板剪力墙之间的性能差异。研究表明,防屈曲钢板剪力墙能够消除无加劲钢板剪力墙在水平荷载下产生的巨大屈曲噪声,具有较大的初始刚度与承载力,拥有良好的延性与滞回耗能性能,而且由于其屈服先于屈曲发生,对周边框架产生的附加弯矩很小;组合钢板剪力墙的性能与防屈曲钢板剪力墙相似,但由于后期外包的混凝土发生脱离,内嵌钢板剪力墙会产生拉力带,不仅对框架产生不利影响,而且自身承载力、刚度与耗能能力均有不同程度的退化。 关键词:钢板剪力墙;非加劲;防屈曲;组合;拟静力试验;拉力场;滞回耗能;抗侧性能 中图分类号:TU311 文献标志码:A Experimental study on three types of steel plate shearwalls under cyclic loadi ng GUO Yan lin,ZHOU M i ng,DONG Quanl,i WANG X i aoan (Depart ment of C i vilEngi neeri ng,TsinghuaUn i versity,Beiji ng100084,Ch i na) Abstract:Buckli ng restra i ned steel plate shear wa ll(BR SPS W)has been pr oven to be an effective co m ponent for resisti ng lateral force and dissipati ng seis m ic energy.Ho w ever,perfor mances ofm o m ent resisti ng fra m e struct ures w ith steel plate shear walls,especially the i nteracti ons bet w een the w alls a nd the fra mes re ma i n to be i nvestigated.A n experm i ental study on a fra m e struct ure w ith BR SPS W under cyclic loadi ng w as carried out,and as a contrast t wo m ore e xperm i ents on fra m e str uctures w ith non st iffened a nd co mposite SPS W were c onducte d.A fi nite ele m e nt analysis on the three SPS W specm i ens w as m ade,and t he differences bet w een the three k i nds of SPS W s w ere discussed.It is sho wn that fra m e str ucturesw ith BR SPS W have litt l e buckli ng noise under lateral force,and possess better stiffness,larger ultm i ate l oadi ng capacity,better duct ility and m ore stable hysteresi s ener gy perfor m ance than fra m e structuresw ith non stiffene d SPS W.W ith its yieldi ng happens before buc kling,the unfavorable effect on the adjacent colu m ns i nduced by BR SPS W is substantially lo w er than non st iffened SPS W.Co mposite SPS W s have sm i ilar perfor mances w ith BR SPS W s,but after the covered concrete splits fro m the infill steel plate,te nsion f i eld which bri ngs additional m o m ents to the fra me colu mns appears in the steel plate,and ultm i ate l oad,st iff ness a nd energy dissi pating ability o f the w all all dege nerate sm i ulta neousl y. K ey wor ds:steel plate shear wal;l non stiffene d;buc k ling restrained;co mposite;pseudo static test;tensi on fiel d; hysteretic energy dissi pat i ng;lateral force resisting 基金项目:国家自然科学基金项目(50778101),北京市自然科学基金项目(8092018)。 作者简介:郭彦林(1958 ),陕西富平人,工学博士,教授。E ma i:l gy@l tsi nghu a edu cn 收稿日期:2009年7月
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ab17356377.html, 钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述 作者：齐红甲 来源：《中国科技纵横》2013年第03期 【摘要】本文对钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能进行了研究，阐述了国内外对该类型剪力墙的研究方法和研究成果，并提出当前钢管混凝土剪力墙研究中存在的一些问题。 【关键词】钢管混凝土剪力墙抗震刚度延性 随着国民经济的高速增长，我国高层建筑和超高层建筑也越来越多，其结构形式也越来越复杂。研制抗震性能好的剪力墙是高层建筑抗震设计的关键技术。 1 综述背景 为克服钢筋混凝土剪力墙在工作中的缺点，提高其抗震能力，国内外学者针对钢筋混凝土剪力墙进行了许多研究。其中，开缝剪力墙主要包括：同济大学吕西林提出的填充氯丁橡胶带的带缝剪力墙[1]；东南大学李爱群提出的采用摩阻式控制装置的带缝剪力墙[2]；清华大学叶列平提出的双功能带缝剪力墙[3]。研究资料表明带缝剪力墙在一定程度上影响了墙的整体性 和受力性能。 1905年日本建造了第一个采用型钢混凝土柱的结构，1950年后，日本主要研究了型钢混凝土（SRC）梁的抗弯性能、SRC柱的偏压性能、SRC梁和柱的剪切性能、SRC梁柱节点抗 剪性能及钢管与混凝土的黏结性能等[4]。我国从20世纪50年代开始应用SRC结构，近年来日渐增多[5][6]。90年代初清华大学对SRC剪力墙进行了抗弯性能试验研究[7]，随后国内外进行了许多研究[8]，研究表明：采用钢-混凝土组合剪力墙能够控制剪力墙中裂缝的发展，形成较完备的耗能机制，起到了良好的二道设防作用，使结构的抗震能力明显提高。 2 国内外研究现状 文献[9]对不同混凝土强度等级，不同轴压比，不同剪跨比，不同强弱抗剪连接键等设计 参数的矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的抗震性能进行了研究。研究表明：组合剪力墙及筒体可有效地将混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大的优势与钢管混凝土柱抗震延性好的优势组合，钢管混凝土边框柱与混凝土剪力墙之间的抗剪连接键能可靠工作，工程应用效果良好。 文献[10]研究了钢管混凝土边框剪力墙抗震性能，对不同轴压比、不同强弱抗剪连接键的矩形钢管混凝土边框剪力墙进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究。研究表明这种剪力墙可有效地组合混凝土剪力墙与钢管混凝土边框柱的优势，抗震效果良好。 文献[11]对矩形钢管混凝土柱带框剪力墙用SAP2000软件做了有限元的弹性分析。该研究认为《矩形钢管混凝土结构技术规程》（CECS159）[12]中将作用于带框混凝土剪力墙的整体
高层建筑钢板剪力墙结构优化设计 摘要：住宅常用的钢板剪力墙结构整体性能好，承载力高，具有良好的抗震性能。但钢板剪力墙结构自重大，墙柱用钢量高。在满足结构安全适用的情况下， 结构优化的目标就是减少剪力墙数量及材料用量，合理布置梁板。本文总结了高 层建筑钢板剪力墙结构优化设计中的注意事项，供同行探讨及参考。 关键词：高层建筑；钢板剪力墙；结构优化；优化设计 Abstract：Residential commonly used steel plate shear wall structure of whole performance is good，high bearing capacity，good seismic performance.But the steel plate shear wall structure from major，high wall column with steel quantity.In the structure safety applicable cases，structure optimization goal is to reduce the consumption of the shear wall quantity and materials，reasonable decorate beam slab.This article summarizes the optimum design of steel plate shear wall structures of tall building considerations，explore and reference for the colleague. 一、高层建筑钢板剪力墙结构类型 第一，薄钢板剪力墙和厚钢板剪力墙。根据高厚比λ的取值，将钢板剪力墙 结构分为：薄钢板剪力墙，λ≥250；厚钢板剪力墙，λ<250。厚钢板剪力墙有很高 的强度和刚度，对于大震情况，有更高安全储备。但是，因为刚度很大，钢板不 易屈曲变形，在中、小地震情况下，钢板的耗能优势不能得到发挥；在大震情况下，钢板要实现屈曲耗能，需要框架柱有足够的刚度，这就需要过度的增加框架 柱的截面，增加成本，造成浪费。随后，基于钢板剪力墙屈曲后强度可达数10 倍的屈曲荷载的机理，逐渐开始研究和应用薄钢板剪力墙。薄钢板剪力墙牺牲了 一部分钢板本身的高刚度和高强度，但是实现了钢板剪力墙的耗能功能。薄钢板 剪力墙目前存在的问题是滞回曲线不够饱满、存在因为反向拉平而出现的捏拢现象。在使用上薄钢板容易出现鼓屈，且噪音较大，会引起人们的不适。第二，加 劲钢板剪力墙。对于加劲肋的设计形式种类很多，主要有横向加劲肋、纵向加劲肋、十字加劲肋、交叉加劲肋等，如下图。对于加劲钢板剪力墙，研究发现决定 其力学特性的主要参数为肋板刚度比η和框架柱柱的弹性刚度β。 其中????为加劲肋截面惯性矩，D为钢板的平面刚度，b为钢板宽度；Ec、Ic、Ac、lc分别为框架柱的弹性模量、截面惯性矩、截面积、计算长度。研究发现， η的取值决定薄钢板剪力墙的破坏形式。η很小时，加劲肋只能增加平面的刚度 而不能起到平面外屈曲的效果；η很大的时候，加劲肋起到了弹性区隔的作用， 屈曲作用明显，但是η过大，效果没有继续增强。一般认为η的取值应大于5， 小于30。β仅对钢板墙的弹性屈曲荷载和极限承载力有影响，而不改变其屈曲形式。第三，两边连接钢板剪力墙。两边连接钢板剪力墙是对钢板与框剪柱相接的 地方进行切削，相当于在钢板两侧开洞，这样钢板只有上下的框架梁相接。两边 连接的钢板剪力墙只是在功能上可以满足门窗洞口的需求，当初的设计思路是想 降低钢板对框架柱的影响。但是研究表明，这种设计降低了钢板剪力墙的刚度和 承载能力，而且拉力带的面积有限，滞回能力并不理想。其实从某种意义上讲开 缝钢板剪力墙是对两边连接钢板剪力墙的改进。第四，组合钢板剪力墙和防屈曲 钢板剪力墙。组合钢板剪力墙可以增加钢板剪力墙结构的刚度和强度，阻碍钢板 的平面外屈曲，同时增强钢板的抗火性能，同时降低噪音，使用体验更好。但是
钢结构平台 设计说明书 设计： 校核： 太原市久鼎机械制造有限公司 二零一四年十月
目录 1．设计资料.......................................................................... . (3) 2．结构形式.......................................................................... . (3) 3．材料选择.......................................................................... (3) 4．铺板设计.......................................................................... . (3) 5．加劲肋设计.......................................................................... (5) 6．平台梁.......................................................................... .. (6) 次梁设计.......................................................................... (6) 主梁设 计 ......................................................................... .................... .. (7) 7．柱设计.......................................................................... .. (9) 8. 柱间支撑设置..........................................................................
超高层建筑钢板剪力墙施工技术 发表时间：2018-11-14T11:13:43.270Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：王軍航 [导读] 所以施工人员应该根据具体情况而定。本文对超高层建筑钢板剪力墙施工技术进行分析。 中国建筑第二工程局有限公司北京 100000 摘要：钢板剪力墙的施工重点就是在现场对其进行焊接处理，其焊接形式主要有三种，第一种是螺栓栓接；第二种是现场焊接；第三种就是将两者有效的结合起来，但是无论采用哪种焊接方式，对其建筑构件的精度都有一定的要求，但是不同超高层建筑其精度要求不同，所以施工人员应该根据具体情况而定。本文对超高层建筑钢板剪力墙施工技术进行分析。 关键词：超高层；建筑钢板；剪力墙；施工技术 在超高层建筑中，钢板剪力墙结构应用非常广泛，加强剪力墙结构的施工质量控制是整个建筑重要任务之一。做好剪力墙的施工质量控制，一方面，设计时要针对工程的实际，充分考虑建筑具体的构造处理；另一方面，施工时要认真按照规范进行施工，严格控制每个环节的质量。从而建造出高水准、高质量的剪力墙结构工程。 1钢板剪力墙结构概述 对于高层建筑来说，钢板剪力墙结构是不可缺少的组成部分，因为它是核心筒的骨架。超高层建筑的整个建筑结构主要由三部分组成，第一部分是核心筒剪力墙结构；第二部分是筒外巨柱；第三部分就是钢板剪力墙结构。从中我们了解钢板剪力墙结构对超高层建筑施工的重要性。但是使用钢板剪力墙需要解决一个重要的问题，那就是运输，因为钢板剪力墙一般情况下都比较薄，而且宽度相对来说又很大，而且因为是超高层建筑，所以高度也很高。这是因为如此，没有办法进行整体的运输，只能分段运输，将其运至施工现场再进行连接处理，其连接方式主要三种，第一种是螺栓栓接；第二种是现场焊接；第三种就是将前两种方法结合在一起使用。 2工程概况与钢板剪力墙优势 某工程的结构高度为532米，整体的结构采用矩形框架与核心筒的形式。从剪力墙来看，地下的八层到地上五十层都是采用钢板剪力墙结构，五十一层到一百层采用钢骨剪力墙，一百零一层到一百零五层用钢板剪力墙结构。在该建筑中，核心筒钢板剪力墙在五十层以下都是内置单层的钢板，钢板的厚度均不超过6厘米。中间区域是的核心筒钢板剪力墙用的是热轧钢进行支撑，顶部的剪力墙用8毫米的单层钢板支撑。相比于传统的混凝土，钢板剪力墙性能较好，应用后极大推动了建筑行业的发展。从本工程而言，应用钢板剪力墙的优势主要体现在以下几点上： 第一，增加建筑的有效面积。钢板剪力墙的刚度较大，因此满足设计要求的钢板剪力墙结构厚度较薄，应用在建筑中有利于增加建筑的有效面积；第二，减轻结构负荷。钢板剪力墙的自重相比混凝土结构较轻，所以结构承受的自身负荷较小，有利于建筑结构的稳定；第三，延展性较强。钢板剪力墙的延展性较强，在抗震方面有着极为显著的优势，承受载荷的能力较强，应对载荷突变的性能也较好。 3工程施工中存在的困难及特点 在此工程施工过程中，工程钢板剪力墙的面积非常大，对于施工工艺的要求非常高。而钢板与钢筋之间的接口非常多，两者间的连接点相对也较为复杂，深化存在一定的困难。相应的，工程中钢板墙单片的数量也非常多，实际施工过程中的安装工作进行的相对非常缓慢。钢板墙焊接工艺对于钢板墙焊接变形及残余应力的影响非常大。在实际的工程施工过程中，就需要对控制焊接变形措施进行有效的制定，并从多方面进行综合的考虑。例如，在实际的建筑工程施工过程中对钢板墙中的型钢珠、钢梁、钢板的安装顺序进行了有效的控制，并对钢板与钢板之间所进行的焊接方式及焊接顺序进行了一定的选择控制，同时还对焊接工艺及连接钢板之间的设置进行了相应的控制。想要实现对钢板变形进行有效的监测，就需要对数据结果进行有效的监测记录，通过所记录的数据总结出焊接变形的原因，调整焊接工艺，这样才能够有效实现对钢板墙施工质量的要求。 4超高层建筑钢板剪力墙施工技术 4.1钢板墙测量 钢板墙测量方法与频率将直接影响到钢板墙的施工质量，尤其钢板墙单片数量多、面积大、侧向刚度小、拼接焊缝多。在安装焊接过程中易产生弯曲与变形，所以必须进行测量预控与复测。建立平面控制轴网。按照内、外控制轴网相结合的方法进行钢板墙的坐标测量。先进行角部钢柱测量校正、加固；后进行钢板墙的测量，每节钢板墙须按基点进行复查与引测，每次1个回须进行闭合检查。采用全站仪、铅锤仪、三角钢尺控制钢板墙侧向垂直度的测量。 4.2钢板剪力墙的连接 在钢板剪力墙安装之前要进行质量的检验，检验内容主要包括尺寸规格、垂直度、平面度和预留孔位等，在每项都验收合格后才可以安装。钢板剪力墙在安装的时候需要需要用吊装设备辅助，首先将其放置在钢骨柱之间，然后用高强度螺栓暂时把钢板和钢骨柱连接在一起。需要注意的是，这时的螺栓还不能拧紧，只是初步的确定钢板剪力墙的位置。之后需要根据设计的需求，细微调整钢板剪力墙的横竖位置，保证后续的焊接缝隙。调整完之后用全站仪检测，确定满足要求后再将螺栓拧紧。 4.3钢板墙焊接技术 对于钢板墙焊接施工来说，钢板墙施工过程中两条竖向焊缝所采用的焊接方法是运用单面坡口带衬板进行焊接，而此方法同样适用于一条横向缝的焊接工作。这样不仅能够有效的对焊接时间进行缩短，同时还能够实现对反面清根工作的简化，有效的提高工程施工效率。对于钢骨柱对接接口焊缝来说，其主要的焊接施工需要同时、同向、对称进行。对于钢板墙的焊接来说，首先要对一侧的焊缝进行焊接，等到冷却收缩完成之后再进行另外一侧的焊接工作。在此过程中，需要进行多人、对称的焊接工艺，这样做主要的目的是为了能够保证钢板墙的均匀不变形。钢板墙变形主要出现在焊接过程中，因此在实际的焊接施工过程中，需要对层间温度进行控制，保证温度能够在120～150℃，所运用的焊接方式主要为多层焊接，焊接的层数要保证在3～9层，相邻层塔之间的搭接要在5cm左右。这样就能够保证在进行焊接工作时对焊缝起到预热作用，保证焊接质量达到预期目标。 4.4钢板墙变形监测技术 对于钢板墙的变形监测来说，其主要运用到的仪器为全站仪，同时还配备有贴片进行跟踪性的监测。对于监测的部位来说，要按照均
万方数据
同济大学学报（自然科学版）第３７卷 卜卅∥、｝Ｉ１００ｌ８—≯ｉＩＤ。 吲Ｃ少｛一Ｉｌ一拈｜｜ Ｒ４ｌ＾ 硼：铲弋?‘?菇‘’卫 Ｄ１０｜１÷８；Ｘ攀—ｒＤ９ 上Ⅱ如／’。．。‘≥；雨鼎 ．—丌卜．‘｜垫 ㈧…鳓Ｈ８ｌＩＨ勰Ｉ｜｜｜｜…Ｉ 图１加载装置及位移计的布置 Ｆｉｇ．１Ｌｏａｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｌａｙｏｕｔ ｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅ 图２和图３给出了试验得到的骨架曲线和滞回 曲线，详细试验内容参见文献Ｅ４－１． Ｚ ■ 、 角ｉｆ 棹 委＼螂椽 一 图２试件骨架曲线 Ｆｉｇ．２Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｋｅｌｅｔｏｎｃｕｒｖｅ 图３实测滞回曲线 Ｆｉｇ．３Ｍｅａｓｕｒｅｄｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅｓ ２简化模型的建立 对于纯钢板墙，比较成熟的简化分析模型是条带模型［４。．而组合墙则没有比较成熟的简化计算模型．本文以条带模型为基础，建立组合墙的简化分析模型． 对于四边连接的纯钢板墙，钢板在屈曲后能形成明显的拉力带，条带模型正是将钢板屈曲后产生的拉力带视为多根等间距且端部与梁柱铰接的杆单元；并且，每根杆单元只能承受拉力，完全不考虑压力贡献．根据Ｔｈｏｒｂｕｒｎ研究，每片钢板墙至少用１０根杆单元代替．各条带的面积为：Ａ吼＝ｔ（ＬＣＯＳ口＋庇ｓｉｎ口）／竹，其中，他≥１０，表示条带根数，其余参数含义见文献Ｅ４］． 四边连接组合钢板剪力墙由于存在混凝土板对钢板的约束作用，除了受拉条带外，受压区的钢板也对总的抗剪承载力有贡献．图４是在试验完成并卸除外挂混凝土板后，内填钢板的残余变形情况．可以看到，在内填钢板上明显形成了拉压条带．这样，在纯钢板剪力墙条带模型的基础上，叠加受压条带对于剪力墙抗剪承载力的影响，就形成了组合钢板剪力墙的简化计算模型．受压条带和受拉条带一样，都是采用一系列铰接的杆单元，如图５．下面详述此简化模型的实现． 图４试验后钢板残余变形 Ｆｉｇ．４Ｒｅｓｉｄｕａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｆｔｅｒｔｈｅｔｅｓｔ 图５简化模型 Ｆｉｇ．５Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌ ２．１受拉条带分析 钢板发生屈曲后，由于试验中采用的梁柱节点为铰接，且梁柱刚度较大，对于相同的横向位移刃，各受拉条带的应变近似相等，即各受拉条带的应力相等；假设当墙体横向位移为茁时，每根受拉条带所受的力为Ｐ。，每根受拉条带所受的应力为∞下面根据图６推导受拉条带所受总剪力与横向位移的关系．取外围的４根梁柱为隔离体，根据虚功原理 Ｗ。＝Ｖ。∞（１） 式中：Ⅳｅ为结构所受的外力功；ｙ。为受拉条带所受 万方数据
徐松芝等：钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能分析 欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁 参考文献 ［1］葛耀英主编.分段施工控制与分析［M］.北京：人民交通出版社，2003. ［2］顾安邦，张永水编著.桥梁施工监测与控制［M］.北京：机械工业出版社，2005. ［3］戴良军.大跨径PC梁桥悬浇挂蓝施工误差分类分析［J］.筑路机械与施工机械化，1999，16（83）：33－36. ［4］林智敏.大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工控制研究［D］.成都：西南交通大学，2005. ［5］向中富.桥梁施工控制技术［M］.北京：人民交通出版社，2001：41－116. ［6］于长官.现代控制理论［M］.黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，1988.［7］Au F T K，Wang J J，Liu G D.Control of reinforced concrete arch bridges［J］.Journal of Bridge Engineering ASCE，2003，8（1）：39 －45. ［8］张治成，叶贵如，陈衡治，徐兴.大跨度桥梁施工控制结构分析计算方法［J］.浙江大学学报（工学版），2004，38（2）：210.［9］张永水.大跨度预应力混凝土连续钢构桥施工误差调整的Kalman滤波法［J］.重庆交通工程学院学报，2000，19（3）：13.［10］朱伯芳.有限元法原理与应用［M］.北京：中国水利水电出版社，1998：349－351. ［收稿日期］2012－06－05 ［作者简介］王艳（1976－），女，江苏赣榆人，工程师，从事 公路工程试验检测、桥梁检测等工作。 钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能分析 徐松芝，袁朝庆，卢召红 （东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆163318） 【摘要】使用ANSYS有限元软件对钢框架带缝钢板剪力墙结构单元在不同地震波、不同地震加速度作用下的抗震性能进行了有限元对比分析。结果表明，对于同一种地震波，钢框架－带缝钢板剪力墙结构随着地震波加速度的增大，顶点位移增大，基底剪力增大；滞回性能良好。表明钢框架带缝钢板剪力墙结构单元具有良好的抗震性能。 【关键词】钢框架带缝钢板剪力墙；滞回性能；抗震性能 【中图分类号】TU398.2【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）11－0081－02 THE ANALYSIS ON SEISMIC PROPERTY OF STEEL FRAME-STEEL PLATE SHEAR WALL WITH SLITS XU Song-zhi，YUAN Chao-qing，LU Zhao-hong （School of Civil Engi.，Northeast Petroleum Univ.，Heilongjiang Daqing163318，China） Abstract：The finite element analysis on single steel frame-steel plate wall with slits on the different seismic waves，different earthquake acceleration are conducted by ANSYS.The results showed that the vertex displacement and base shear increases with the earthquake acceleration increasing on the same terms of seismic wave steel frame-steel plate shear wall with slits has a good hysteretic property.The steel frame-steel plate shear wall with slits has good seismic performance. Key words：frame-steel shear wall with slits；hysteretic behavior；seismic property 1有限元计算模型 本文研究地震作用下钢框架带缝钢板剪力墙的抗震性能。一方面考虑到我国钢结构设计规范［1］要求，另一个方面考虑到建筑抗震设计规范［2］的要求，作者用有限元软件设计了一单层钢框架带缝钢板剪力墙结构，尺寸见图1。在设计剪力墙与钢框架固结，梁柱固结。钢框架带缝钢板剪力墙整个结构下端固结，上端可滑动，左右两边为自由端［3］。框架柱截面为175mm?175mm?7?10mm。框架梁和柱均采用Q345，梁H200?150?5.5?8mm型钢、柱H175?175?7?10mm型钢。假定钢材均为理想弹塑性材料，屈服阶段时服从VonMises屈服准则和相关流动准则。以下用J表示带缝钢板剪力墙，K表示钢框架，KJ表示钢框架带缝钢板剪力墙。 18
第27卷第2期 2007年4月地 震 工 程 与 工 程 振 动E A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N GA N DE N G I N E E R I N GV I B R A T I O N V o l .27N o .2A p r .2007 收稿日期:2006-09-15; 修订日期:2006-12-27 基金项目:国家自然科学基金项目(50678010);北京市属市管高校拔尖创新人才基金项目(05004311200501) 作者简介:曹万林(1954-),男,教授,博士,主要从事工程抗震研究. 文章编号:1000-1301(2007)02-0081-04 型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究 曹万林,范燕飞,张建伟,王新杰,王志惠,宋义平 (北京工业大学建筑工程学院,北京100022) 摘要:型钢混凝土剪力墙(亦称为S R C 剪力墙)是一种新型的剪力墙,其抗弯承载力、抗剪承载力及延 性均好于普通剪力墙。本文简要总结了近年来国内外关于型钢混凝土剪力墙抗震研究的成果。在此 基础上,进行了较高轴压比下内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙的抗震性能试验研究。试验研究表明, 内藏钢桁架的存在明显改善了高轴压比下型钢混凝土高剪力墙的抗震性能。 关键词:型钢混凝土;剪力墙;内藏钢桁架;轴压比;抗震性能 中图分类号:P 315.97;T U 375 文献标志码:A R e s e a r c ho n s e i s m i c p e r f o r m a n c e o f s t e e l r e i n f o r c e dc o n c r e t e s h e a r w a l l s F A NY a n f e i ,C A OW a n l i n ,Z H A N GJ i a n w e i ,W A N GX i n j i e ,W A N GZ h i h u i ,S O N GY i p i n g (T h e C o l l e g eo f A r c h i t e c t u r e a n dC i v i l E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,B e i j i n g 100022,C h i n a ) A b s t r a c t :S t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e s h e a r w a l l i s a n e wk i n do f s h e a r w a l l s ,w h i c h h a s b e t t e r f l e x u r e ,b e a r i n g c a -p a c i t y a n d d u c t i l i t y t h a n u s u a l s h e a r w a l l s .S o m e a c h i e v e m e n t s h a v e b e e n b r i e f l y i n t r o d u c e d a b o u t r e c e n t r e s e a r c h o f s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e s h e a r w a l l s . B a s e d u p o n t h e s e s t u d i e s ,t h e e x p e r i m e n t a l s t u d y o n t h e s e i s m i c p e r f o r m -a n c e o f h i g h -r i s e s h e a r w a l l s w i t h c o n c e a l e d s t e e l t r u s s o f h i g h a x i a l -l o a d r a t i o h a s b e e n d o n e .T h e e x p e r i m e n t a l r e -s u l t s s h o wt h a t t h e s e t t i n g o f c o n c e a l e d s t e e l t r u s s c a n o b v i o u s l y i m p r o v e t h e s e i s m i c p e r f o r m a n c e o f h i g h -r i s e s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e s h e a r w a l l o f h i g h a x i a l -l o a d r a t i o c o m p a r e d w i t h t h e u s u a l o n e s . K e y w o r d s :s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e ;s h e a r w a l l ;c o n c e a l e d s t e e l t r u s s ;a x i a l -l o a d r a t i o ;s e i s m i c p e r f o r m a n c e 引言 型钢混凝土构件是以型钢为钢骨并在型钢周围配置钢筋浇筑混凝土后而形成的一种新型组合混凝土构件。由于型钢混凝土中的型钢与其外包混凝土能够共同工作,两种材料的强度都能得到充分利用。与钢筋混凝土构件相比,型钢混凝土构件具有承载力大、延性好、抗震能力强的特点。S R C 剪力墙近年来在高层、超高层中得到愈来愈广泛的应用。因而国内外的科研人员在这一领域也做了一定的研究[1]。然而,目前关于S R C 剪力墙的抗震性能试验研究主要集中在轴压比为0或者轴压比较小的情况。在一些实际工程中,如建筑的底部剪力墙常遇到轴压比较大的情况,当轴压比增大后,S R C 剪力墙的抗震性能如何,如何合理进行设计,这些尚需要进行进一步研究。因此,本文重点进行了笔者提出的内藏钢桁架混凝土组合剪力墙在较高轴压比下的抗震性能试验研究。 DOI :10.13197/j .eeev .2007.02.013
钢板剪力墙的发展与研究现状 姓名：叶小峰学号：149100007 1 背景与应用 1.1 钢板剪力墙的构成及特点 钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。钢板墙单元由内嵌钢板和竖向边缘构件（柱或竖向加劲肋）、水平边缘构件（梁或水平加劲肋）构成。当钢板沿结构某跨自上而下连续布置时，即形成钢板剪力墙体系。钢板墙整体的受力特性类似于底端固接的竖向悬臂组合梁：竖向边缘构件相当于翼缘，内嵌钢板相当于腹板，而水平边缘构件则可近似等效为横向加劲肋。 过去三十几年来，关于钢板墙作为主要水平抗侧力体系的试验研究和数值分析揭示了其独特的表现，包括较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等。钢板墙已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系，尤其适用于高烈度地震区建筑。 1.2 钢板墙的工程应用及在地震中的表现 到目前为止，全球采用钢板剪力墙作为抗侧力结构的建筑已达数十幢，主要分布于北美和日本等高烈度地震区。采用钢板墙的建筑已经历过实际的地震考验并且有着良好的表现。最为成功的一例是神户的一幢35层（129.4高）的大楼，该楼于1988年建成，经受了1995年阪神大地震。研究人员在震后的调查中发现，该建筑物未出现任何明显的结构破坏，仅26层发生了加劲钢板墙的局部屈曲；屋顶部位在正北、正西方向的侧移分别只有225mm和35mm 2. 钢板墙的形式 2.1 薄钢板墙和厚钢板墙 按内嵌钢板宽厚比的大小，钢板墙可分为厚钢板墙和薄钢板墙。 厚板剪力墙有较大的弹性初始面内刚度，且在大震作用下具有良好的延性及稳定的滞回性能。厚板剪力墙通过面内抗剪承担侧向水平力，一般不会发生局部屈曲，即使发生屈服后屈曲也不会形成较大的拉力带，对周边框架梁柱的依赖程度小。厚板剪力墙采用低屈服点钢材较适宜，抗侧力设计值较大时除外。厚板墙的最大不足是耗钢量大及成本高，其发展受到一定的限制。 薄板剪力墙由于其宽厚比较大，在侧向力较小时就发生局部屈曲，并随着侧向力的逐渐增大在钢板墙对角线方向形成拉力带；拉力带锚固在钢板墙周边梁柱构件上，对柱会形成附加弯矩。因此在设计薄钢板墙时对其周边构件要适当加强，以保证钢板墙拉力带充分发挥作用。另外，从耗能能力方面讲，薄钢板剪力墙的滞回曲线有不同程度的捏拢现象，不如厚钢板墙滞回曲线饱满。 2.2 加劲和非加劲钢板墙 加劲钢板墙的设计原理是利用不同形式的加劲肋延缓钢板的屈曲，提高钢板的极限承载力及延性性能。对薄钢板墙，可以通过设置加劲肋以改善其受力性能及延性。 加劲肋有多种形式，如十字或井字形布置的加劲肋、对角交叉加劲肋和门、窗洞边加劲肋等。 设置加劲肋的最大优点是提高薄板的弹性刚度，并使其在弹塑性范围内具有稳定饱满的滞回曲线，克服薄钢板滞回曲线的“捏拢”现象。 2.3开竖缝钢板墙 受混凝土开缝剪力墙的启示，日本学者提出了开竖缝钢板墙结构体系
第38卷第1期2010年1月 同济大学学报(自然科学版) JOURNAL OF TONGJ I UNIVERSI TY (NATURAL SCIENCE )Vol.38No.1 J an.2010 文章编号:02532374X (2010)0120018206DOI :10.3969/j.iss n.02532374x.2010.01.003 收稿日期:2008-09-04 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50408036);教育部科学技术研究重点资助项目(106069);国家科技支撑计划资助项目 (2006BAJ 01B02) 作者简介:孙飞飞(1971—),男,副教授,工学博士,主要研究方向为多高层钢结构和组合结构、工程结构抗震. E 2mail :ff sun @https://www.doczj.com/doc/ab17356377.html, 组合钢板剪力墙的简化模型 孙飞飞1,2,刘桂然3 (1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;2.同济大学土木工程学院,上海200092; 3.上海建筑设计研究院有限公司,上海200041) 摘要:新型钢-混凝土组合钢板剪力墙在混凝土板与边缘构件之间留有缝隙,避免混凝土板参与抵抗剪力,从而可以避免其对钢板的约束作用发生退化.观察这种组合钢板剪力墙的受力机理和破坏模式,可以发现,缝隙的设置使得无约束区域的钢板产生与钢板墙类似的斜拉场效应.据此,在钢板墙的斜拉杆模型中引入斜压杆,提出了双向多斜杆简化分析模型.通过理论分析,给出了该模型中斜杆元件的截面特性、滞回模型.经验证,该模型能准确地模拟组合钢板剪力墙在单调加载和反复加载下的非线性性能. 关键词:组合钢板剪力墙;简化模型;双向多斜杆模型;滞回模型 中图分类号:TU 352.1 文献标识码:A A Si mplif ied Model f or Comp osite S teel Pla te S hea r Walls SUN Feifei 1,2,LIU Gui ra n 3 (1.State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China ;2.College of Civil Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China ;3.Shanghai Institute of Architecture Design &Research ,Shanghai 200041,China ) Abs t r act :A new 2type composite steel plate shear wall (CSPSW )is set with gaps between the concrete panel and the boundary members in order to p revent the concrete panel f rom resisting shear force and to avoid a deterioration caused by the rest raining action of the concrete panel on t he steel plate.The mechanism of CS PSW and its failure mode show that the gaps lead to diagonal tensile action within the unrest rained region of the steel plate.A simplified model ,cross 2st rip model ,was p roposed by int roducing diagonal comp ressive bars into the st rip model for steel plate shear walls.The cross sectional p roperties and hysteretic model for the cross st rips in the model were determined on t he basis of the theoretical https://www.doczj.com/doc/ab17356377.html,parison with experimental results shows that the p roposed model can capture accurately nonlinear behavior of CSPSW under monotonic and cyclic loading. Key w or ds :composite steel plate wall ;simplified model ;cross 2st rip model ;hysteretic model 组合钢板墙由混凝土板为钢板提供平面外约 束,提高其承载力,同时混凝土板还能抗火、保温、隔音等.作为主要水平抗侧力体系,组合钢板墙有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性、稳定的滞回特性等,是一种非常具有发展前景的新型抗侧力构件,尤其适用于高烈度地震区建筑.Zhao 和Astaneh 2Asl [1]等对组合钢板墙的构造形式进行了改进,在混凝土板和边缘构件之间设缝,可以避免混凝土板参与承受侧向力而被破坏,失去对钢板的保护作用,侧向力完全由钢板来承担[1].本课题组对这种形式的组合钢板墙进行了试验研究和有限元分析[2].目前,针对这种组合钢板墙的简化分析模型的研究还很少,不利于其在工程中的推广应用.为此,笔者提出一种能够用于组合钢板剪力墙计算的简化模型,以期代替复杂的有限元分析而用于结构的弹塑性抗震计算,从而大大提高计算效率. 1 组合墙的受力机理 对于薄钢板墙,在侧向水平力作用下,钢板次对角方向在较小的压应力作用下即发生屈曲,主要依靠主对角方向的拉应力来承担水平荷载[3](图1a ),