限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能
第40卷 第12期
2008年12月
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF HARB I N I N STI T UTE OF TECHNOLOGY
Vol 140No 112Dec .2008
限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能
王玉银,曲 巍,张素梅
(哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090,E 2mail:wangyuyin@hit .edu .cn )
摘 要:为研究开缝对钢板剪力墙在横向力作用下的刚度、承载力、延性和滞回性能的影响,便于工程师在结构设计时对构件力学性能进行调整.采用ANSYS 软件研究了在限制钢板出平面屈曲的情况下缝间小柱宽度b 对开缝钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,分析开缝钢板剪力墙的受力机理.研究结果表明:在限制钢板出平面屈曲的情况下,开缝钢板剪力墙各缝间小柱受力状态相近,且随其高宽比α变化有两种受力模式;开缝形式会影响开缝钢板剪力墙中框架对钢板的作用;改变开缝形式会影响钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力,但不能对二者进行分别调整.关键词:钢板剪力墙;开缝;抗剪性能;屈曲
中图分类号:T U398文献标识码:A 文章编号:0367-6234(2008)12-1883-05
Shear resist ance behav i our of slotted steel 2pl a te shear wa ll w ith
out 2of 2pl ane buckli n g restra i n ed
WANG Yu 2yin,QU W ei,Z HANG Su 2mei
(School of Civil Engineering,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150090,
China,E 2mail:wangyuyin@hit .edu .cn )
Abstract:T o meet different structural de mands,the static mechanical characteristics of the steel 2p late shear wall with slits (SPS W S )with the li m itati on of out 2of 2p lane buckling were analyzed using ANSYS .The influ 2ences of width b bet w een each slit on the shear behavi our of SPS W S were investigated .It indicates that in the case of li m iting the out 2of 2p lane buckling,the stubs bet w een slits behave si m ilarly,and t w o mechanical modes exist with the variati on of height 2width rati o αof the stubs;slits arrange ment influences the acti on situati ons of the adjacent fra me t o the steel componert in SPS W S;the initial shear stiffness and the l oad 2bearing capacity of SPS W S can be changed si m ultaneously by adjusting the silts setting,however this effect is coup led and diffi 2cult t o be separated .
Key words:steel 2p late shear wall;slit;shear resistance behavi or;buckling
收稿日期:2007-11-07.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478029).作者简介:王玉银(1975—),男,博士,副教授;
张素梅(1963—),女,教授,博士生导师.
开缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,通过对钢板的开缝形式进行调整,使得钢板剪力
墙在横向力作用下的刚度、承载力、延性和滞回性能发生改变,方便了工程师在结构设计时对构件
力学性能进行调整[1-4]
.在实际工程中应用的主要是仅与梁连接的开缝钢板剪力墙,由于钢板只和框架梁连接,其刚度和承载力较低,本文主要研
究与框架梁、柱都连接的单排开缝钢板剪力墙.对于梁柱节点刚接的剪力墙,其抗剪静力性能可近似看作由梁柱节点为铰接的剪力墙及相应刚架简
单叠加组成[5-10]
,故本文仅研究梁柱节点为铰接的剪力墙体系.
1 ANSYS 计算模型的建立
111 力学模型
开缝钢板剪力墙体系如图1所示,钢板长度L 、高度H 、厚度t,钢板内采用沿板长均匀开矩形缝,开缝宽度为c,各缝间小柱高度为h 、宽度为b .
通过对框架节点为铰接的多层剪力墙结构体系中
的一片墙体进行分析可知,由于相邻层对中间层剪力墙的作用,多层模型中框架梁抗弯刚度相当
于无穷大[5]
,故可选用梁柱节点铰接、框架梁无穷刚的一层简化计算模型对多层铰接模型中一片钢板剪力墙构件进行分析(如图2所示).在该简化模型中,框架梁、柱节点为铰接,框架柱选用焊接箱形截面450mm ×450mm ×25mm ,框架梁截
面面积为15714c m 2
(与热轧H 型钢H M450×300截面面积相同),其抗弯刚度设置为无穷大;框架梁、柱沿z 方向位移以及绕x 、y 轴的转角均为零,框架梁AB 受均布水平荷载,并且限制框架梁CD 沿x 方向的位移.在本文分析过程中取开缝钢板的厚度t 为10mm 、长度L 为4500mm 、高度H 为3000
mm.
图1
开缝钢板剪力墙示意图
图2 一层简化模型
112 单元选取及网格划分
本文采用壳单元SHE LL181来模拟钢板,采用BEAM189单元来模拟剪力墙结构中的框架梁、柱.有限元模型中单元划分如图3所示,其中框架梁、柱采用固定划分,开缝钢板采用自由划分,网格尺寸为100mm.经过与其他划分形式的对比,采用上述网格划分的程序结果计算精度满足要求,机时耗费相对较少.113 材料本构关系
本文所选用的钢材应力-应变关系如图4所示.该曲线由钢材的弹性模量E 、单轴屈服应力f y 来确定.钢材泊松比ν=013,屈服强度f y =235MPa,弹性模量E =2106×105
MPa,强化段的
斜率取为弹性模量E 的2%.选取钢材的强化准则为双线性等向强化,以M ises 屈服准则作为钢材屈服的判断依据
.
图3
开缝钢板剪力墙的网格划分
图4 钢材σ-ε关系
2 平均剪应力-转角曲线分析
图5为缝间小柱高度h 取900、1500和2100
mm (对应的缝间小柱高与钢板高度比h /H 分别为013、015、017)时,不同缝间小柱宽度b 下开缝钢板剪力墙平均剪应力τ随层间侧移角θ的变化曲线(简称τ-θ曲线).图中横坐标为计算模型的层间侧移角θ,rad,纵坐标为剪力墙钢板所承担
的平均剪应力τ(τ=F /(L ?t ),N /mm 2
),其中F 为模型所承担的水平荷载,L 为钢板长度,t 为钢板厚度).定义τ-θ曲线原点处的斜率为开缝钢
板剪力墙初始剪切刚度K c .
由图5可以看出:1)无论缝间小柱高度h 为何值,不同缝间小柱宽度b 下的钢板剪力墙-θ曲线都没有明显的峰值点和下降段,
说明在单向
?4881?哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第40卷
图5 不同b 下开缝钢板剪力墙的τ-θ曲线
静力荷载作用下,限制出平面屈曲的单排开缝钢板
剪力墙具有较好的延性.2)与限制出平面屈曲的
不开缝钢板剪力墙相比[6]
,开缝钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力都明显下降,并且当缝间小柱高度h 一定时,开缝钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力随着缝间小柱宽度b 的增大而逐渐增大.
3 受力特点分析
图6为缝间小柱高度h =1500mm 、缝间小柱宽度b =300mm 和890mm 的开缝钢板剪力墙在层间侧移角θ为1/300时y 向应力及xy 平面内剪应力的分布图.由图中可以看出:1)无论b 取何值,对于一种开缝形式的钢板剪力墙,其各缝间小柱受力特征相近.各小柱端部截面均受弯矩作用且边缘处y 向正应力最大,小柱范围内钢板在xy 平面内受均匀剪力作用.2)随着b 的增加,各小柱范围内剪应力与y 向正应力的幅值之比逐渐变大.对于b =300mm 的开缝钢板剪力墙,小柱范围内剪应力与y 向正应力的幅值之比<011,而b =890mm 的开缝钢板剪力墙,此比值已>014,该开缝形式下缝间小柱边缘纤维也正是由于受拉或受压而首先达到屈服.
根据上文的分析,本节选用图7中的计算模型对各缝间小柱进行简化分析.在图7中的计算模型中,各小柱在平面内的变形由弯曲变形和剪切变形组成,对于高度h =1500mm 、宽度b =300mm 的缝间小柱,由结构力学知识经计算可得该
缝间小柱剪切变形占总变形的比例<10%,故可认为这种缝间小柱在平面内变形主要为弯曲变形;对于高度h =1500mm 、宽度b =890mm 的缝间小柱,剪切变形占总变形的30%左右,缝间小柱受弯剪共同作用
.
图6 开缝钢板剪力墙应力分布图(θ=1/300rad
)
图7 开缝钢板剪力墙各缝间小柱受力分析
对比以上两种开缝形式的钢板剪力墙,可以
看到不同的开缝形式对缝间小柱的受力有很大影响.在限制出平面屈曲的情况下,通过对缝间小柱高度h 为900mm 和2100mm 、缝间小柱宽度b 从100mm 到890mm 变化的各种开缝钢板剪力墙分析总结,发现在本文的参数范围内各缝间小柱的受力特点主要和其高度与宽度的比值α(缝间小柱高宽比α,α=h /b )有关,即随高宽比α变化,缝间小柱有两种受力模式:当α>315时,缝间小柱以受弯为主(小柱剪切变形占总变形的比
?
5881?第12期王玉银,等:限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能
例<20%);当α≤315时,缝间小柱受弯剪共同
作用(小柱剪切变形占总变形的比例≥20%).
图8为缝间小柱高度h =1500mm 、缝间小柱宽度b =300mm 和890mm 时,开缝钢板剪力墙在层间侧移角θ为1/300时的x 向应力分布图.由图中可以看出:对于不同b 的开缝钢板剪力墙,钢板的四个角部区域都受到压力或拉力作用,即框架的存在会使钢板角部区域受力模式发生变化;随着b 的增加,钢板四个角部区域受到框架的作用逐渐减小
.
图8 开缝钢板剪力墙x 向应力分布图(θ=1/300rad )
图9为钢板边缘的受力示意图,该图对比分析了仅与框架梁连接的开缝钢板剪力墙(钢板只与框架梁连接而不与柱连接并限制钢板左右两侧边缘的z 向位移,其他参数及边界条件同本章的计算模型)及与框架梁、柱都连接的开缝钢板剪力墙这两种连接方式下钢板左侧边缘水平向位移.其中横坐标为钢板左侧边缘沿x 向的位移值(记为ux ),纵坐标为各点距框架柱AC 端点C 的距离
.
图9 钢板左侧边缘受力示意图(b =300mm,θ=1/300rad )
由图9可以看出:对于仅与梁连接的开缝钢板剪力墙,其钢板左侧边缘各点沿x 向的位移呈明显的非线性变化,其中未开缝高度范围内以剪切变形为主,开缝高度范围内各点的x 向位移迅速增长且以弯曲变形为主.采用与梁、柱均连接的开缝钢板剪力墙时,由于框架的作用,钢板左右两侧边缘的变形需与框架柱的变形协调,近似呈直线.因此,对于钢板的左侧边缘,其上部受到框架柱的拉力作用,其下部受到框架柱的压力作用.
4 结果分析
鉴于各计算模型的τ-θ曲线都没有峰值点和下降段,参照G B 50011-2001《建筑抗震设计规范》和JGJ 99-98《高层民用建筑钢结构技术规程》规定:多、高层建筑钢结构第一、二阶段抗震设计结构层间侧移分别不得超过层高的1/300和1/70,本文定义层间侧移角θ为1/300时对应的剪力墙承载力为τ1/300,层间侧移角θ为1/70时对应的剪力墙承载力为τ1/70.
图10是采用不同开缝形式时钢板剪力墙初始剪切刚度和承载力之间的关系.以图10(a )中
h =900mm 的一组数据为例,该线上各点沿横轴
正向依次为取定缝间小柱高度h =900mm 后,缝间小柱宽度b 从100mm 变化到890mm 时各
开
图10 开缝钢板剪力墙K c 和τ1/300、
τ1/70的关系?6881?哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第40卷
缝钢板剪力墙的计算结果.根据图中的结果,设计人员可以方便的选取符合工程需要的开缝形式,从而达到合理开缝的目的.
由图10可以看出:无论采用何种方式变化开缝参数,都会同时引起剪力墙初始剪切刚度和承载力的变化.也就是说,对限制出平面屈曲、开单排缝钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力,变化开缝形式不能分别对二者进行调整.
5 结 语
1)开缝钢板剪力墙内的各缝间小柱受力状态相近,且随其高宽比α变化有两种受力模式:当α≤315时,小柱以受弯为主;当α≤315时,小柱受弯剪共同作用.
2)开缝形式会影响开缝钢板剪力墙中框架对钢板的作用.在保持其他条件不变的情况下,采用缝间小柱宽度b较大的开缝钢板剪力墙受到框架的作用力较小.
3)在保持其他条件不变的情况下,随着b的增大,开缝钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力都有所提高,改变开缝形式会影响钢板剪力墙的
,但不能对二者进行分别调整.
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(编辑 姚向红)
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第12期王玉银,等:限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能
组合钢板剪力墙的抗震性能研究进展
第１２卷第２期２０１０年４月 建筑钢结构进展 ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｅｅｌＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ＶｏＬ１２Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１０组合钢板剪力墙的抗震性能研究进展 郝坤超１，高辉２，孙飞飞３ （１．中国京冶工程技术有限公司上海分公司，上海２０００４３；２．中国西南建筑设计研究院有限公司，成都６１００８１； ３．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海２０００９２） 摘要：组合钢板剪力墙是由钢板和混凝土板组成的新型抗侧力构件。本文介绍了组合墙的各种形式。总体上将组合墙分为单层钢板组合墙和双层钢板组合墙。前者可分为现浇混凝土组合墙和预制板组合墙，后者有Ｂｉ— Ｓｔｅｅｌ（双钢板）组合墙和双层压型钢板组合墙两种形式。本文对每种形式组合墙的抗震性能作了仔细讨论， 重点回顾了预制板组合墙的改进措施．包括混凝土板边设缝、预制板设大孔径螺栓孔、采用低屈服点钢材、钢 板开圆孔以及去除钢板与竖向边缘构件的连接，形成两边连接组合墙。还讨论了两边连接组合墙的改进方 法，包括设置面外支撑、钢板开竖缝、大宽厚比开缝钢板和大高宽比Ｉ型钢板。最后总结了组合墙的发展 趋势。 关键词：组合钢板剪力墙；抗震性能；滞回性能；改进 中图分类号：ＴＵ３９８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—９３７９（２０１０）０２—００４９一０８ ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｅｉｓｍｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅ ＳｔｅｅＩＰｌａｔｅＳｈｅａｒＷａＩＩｓ ＨＡＯＫｕｎ—ｃｈａ０１，ＧＡＯＨｕｉ２，ＳＵＮＦｅｉ—ｆｅｉ３ （１．ＳｈａｎｇｈａｉＢｒａｎｃｈ，ＣｈｉｎａＪｉｎｇｙｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００４３，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＳｏｕｔｈｗｅｓｔＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＬｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００８１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒ ＤｉｓａｓｔｅｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ） ＨＡＯＫｕｎ—ｃｈａｏ：ｈａｏｋｕｎｃｈａｏ＠ｖｉｐ．１６３．ｔｏｍ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖａｒｉｏｕｓｆｏｒｍｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌ（ＣＳＰＷ）．ｗｈｉｃｈｉｓｉｎｇｅｎｅｒａｌａｎｅｗ—ｔｙｐｅｌａｔｅｒａｌｂｒａｃｉｎｇｍｅｍｂｅｒｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐａｎｅｌ，ｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ＣＳＰＷｗａｓｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄｉｎｔｏｔｗｏｅｎｔｒｉｅｓ：ＣＰＳＷｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｎｄＣＰＳＷｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓ．Ｅａｃｈｏｎｅｗａｓｆｕｒｔｈｅｒｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｓｔｗｏｓｕｂ－ｅｎｔｒｉｅｓ：ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅＣＰＳＷａｎｄｐｒｅｃａｓｔＣＰＳＷｆｏｒｔｈｅｆｏｒｍｅｒａｓｗｅｌｌａｓＢｉ—ＳｔｅｅｌＣＳＰＷａｎｄｐｒｏｆｉｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｋｉｎＣＳＰＷｆｏｒｔｈｅｌａｔｔｅｒ．Ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅａｃｈｆｏｒｍｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＥｍｐｈａｓｉｓｗａｓｐｕｔｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｓｓｅｎｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｒｅｃａｓｔＣＳＰＷ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｇａｐｂｅｔｗｅｅｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＣ）ｐａｎｅｌａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｍｅｍｂｅｒｓ，ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄｈｏｌｔｈｏｌｅｉｎＲＣｐａｎｅｌ。ｕｓｅｏｆｌｏｗｙｉｅｌｄｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌａｎｄｌａｒｇｅｒｏｕｎｄｈｏｌｅｓｉｎｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｓｗｅｌｌａｓｏｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｂｏｕｎｄａｒｙｍｅｍｂｅｒｓ，ｂｙｗｈｉｃｈｔｗｏ－ｓｉｄｅｄＣＰＳＷｗａｓｎａｍｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｉｎｎｏｖａｔｅｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｔｗｏ－ｓｉｄｅｄＣＳＰＷｗｅｒｅａｌｓｏｃｏｖｅｒｅｄ．ｉ．ｅ．ｏｕｔ—ｏｆ－ｐｌａｎｅｂｒａｃｉｎｇｆｏｒｔｈｅｐｒｅｃａｓｔＲＣｐａｎｅｌｓ，ｖｅｒｔｉｃａｌｓｌｉｔｓｉｎｓｔｅｅｌｐｌａｔｅ。ａｎｄｌａｒｇｅｈｅｉｇｈｔ—ｔｏ－ｗｉｄｔｈｒａｔｉｏｏｆＣＳＰＷｗｉｔｈＩ—ｓｈａｐｅｄｓｔｅｅｌｐｌａｔｅａｓｗｅｌｌ．ＴｒｅｎｄｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣＳＰＷｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌ；ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｅｂｅｈａｖｉｏｒ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ 收稿日期：２００９－－０５－－１０ｉ收到修改稿日期：２０ｌＯ—０１一０９ 基金项目：国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＪ０１１３０２）。国家自然科学基金（５０４０８０３６） 作者简介： 郝坤超（１９７２一）。男，博士，高级工程师。主要从事建筑结构设计、施工与管理。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈａｏｋｕｎｃｈａｏ＠ｒｉｐ．１６３．ｃｏｒｎ。 高辉（１９８０一），男．硕士，工程师，主要从事建筑结构设计。 万方数据
三类钢板剪力墙结构试验研究
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
带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙及其施工方法与相关技术
图片简介: 一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙及其施工方法，为三层组合结构，包括中间的钢内板和分设于两侧的约束板，钢内板包括环形耗能阻尼器、钢连接板带和边界连接板带；环形耗能阻尼器分散设于外框内部；相邻环形耗能阻尼器之间、耗能阻尼器与边界连接板带之间通过钢连接板带实现固定，整个墙板等厚并工厂预制完成；约束板包括混凝土板和钢罩板，约束板与钢内板边沿通过高强螺栓固定连接。本技术结构简单，制备方便，钢板剪力墙内设环形耗能阻尼器，与边界连接框架配合后整个结构耗能佳、延性和抗侧性能好，可以更好的吸收地震能量，在全寿命周期内最大限度地节约资源，保护环境，实现绿色建筑理念，适用于高层和抗震设防地区。 技术要求 1.一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：为三层组合结构，包括中间的钢内板（1）和分设于两侧的约束板（2）； 所述钢内板（1）包括环形耗能阻尼器（1.1）、钢连接板带（1.2）和边界连接板带（1.3）；
所述边界连接板带（1.3）围合形成外框；所述环形耗能阻尼器（1.1）分散设于外框内部；相邻环形耗能阻尼器（1.1）之间、环形耗能阻尼器（1.1）与边界连接板带（1.3）之间通过钢连接板带（1.2）实现固定；所述环形耗能阻尼器（1.1）、钢连接板带（1.2）和边界连接板带（1.3）为厚度相等的平面钢板结构； 所述约束板（2）包括混凝土板（2.1）和钢罩板（2.2），所述钢罩板（2.2）覆盖混凝土板（2.1）的四个侧面和远离钢内板的一个底面，且在四个侧面上靠近钢内板（1）的边沿分别设置连接边 （2.3）； 所述连接边（2.3）与钢内板（1）的边界连接板带（1.3）通过高强螺栓（3）固定连接。 2.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述环形耗能阻尼器（1.1）、钢连接板带（1.2）和边界连接板带（1.3）三者共面设置。 3.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述环形耗能阻尼器（1.1）为偏平圆环结构，在外框内呈梅花状布置，每个环形耗能阻尼器（1.1）与上下层相邻的环形耗能阻尼器（1.1）之间通过钢连接板带（1.2）连接。 4.根据权利要求3所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：在相邻三层环形耗能阻尼器（1.1）中，上层两个环形耗能阻尼器（1.1）与下层对应的两个环形耗能阻尼器（1.1）分别设于正方形的四个角部，中间层一个环形耗能阻尼器（1.1）位于该正方形的中心；相应的，所述钢连接板带（1.2）设于正方形的两个对角线上，分为四段，分别连接在两个环形耗能阻尼器（1.1）之间。 5.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述环形耗能阻尼器（1.1）、钢连接板带（1.2）和边界连接板带（1.3）三者为一体成形结构。 6.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述钢内板（1）和约束板（2）均为矩形；所述边界连接板带（1.3）围合形成矩形的外框，所述钢连接板带（1.2）与边界连接板带（1.3）呈四十五度角固连。 7.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述混凝土板（2.1）在钢罩板（2.2）内浇筑成形，其厚度与钢罩板（2.2）的内容厚度相适应。 8.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述混凝土板（2.1）的尺寸不小于边界连接板带（1.3）围合空间的尺寸。 9.根据权利要求1所述的一种带环形阻尼器的面外约束耗能钢板剪力墙，其特征在于：所述钢罩板（2.2）和连接边（2.3）一体成形。
钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/de6571327.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
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
超高层建筑钢板剪力墙施工技术
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
止水钢板施工方案
一、止水钢板制作、安装 1.1、施工准备 1.1.1 材料准备 3mm 厚成型钢板，单块长度 3000mm，宽度300mm，材质 Q235B，使用前加工成图纸要求形状，钢板表面无油污、锈斑。E43 焊条，直径Φ2.0（使用前应烘干）、Φ12 固定筋、电焊机。 1.1.2 机具准备 电焊机，焊帽、焊锤。 1.1.3 劳动力安排 焊工2 名（必须持证上岗）、普工1名。 1.2 操作工艺 1.2.1 工艺流程 止水钢板定位→固定→接头焊接→剪力墙拉筋及定位钢筋焊接→检查验收。 1.2.2 止水钢板设置位置 基础水平施工缝止水钢板具体设置位置：在设备基础底板顶标高上400mm 为止水钢板中心标高。所有止水钢板应放置在剪力墙中间，并沿剪力墙周圈设置。沿竖向设置和每道水平止水钢板交圈焊接严密。 1.2.3 止水钢板固定 止水钢板位置确定好后，用墙体拉钩筋临时上下夹紧固定，然后进行钢板接缝焊接。 1.2.4 止水钢板接缝焊接 止水钢板搭接长度为50mm。钢板焊接应分两遍成活，接缝处应留 2mm 焊缝，第一遍施焊时，首先在中间、两端点焊固定，然后从中间向上施焊直到上端，然后再从下端向中间施焊，第一遍完成后立即将药皮用焊锤敲掉，检查有无砂眼、漏焊处，如有应进行补焊。第二遍应从下端开始施焊。 1.2.5止水钢板定位筋设置 沿止水钢板方向，在其两侧采用Φ12钢筋焊接；一端焊接在止水钢板上，
另一端焊接在剪力墙的水平、竖向主筋上对其进行定位；定位钢筋的间距为 300mm，两侧对称设置。 1.2.6剪力墙拉筋加设 由于剪力墙拉筋间距较小，中间总有一道拉筋穿过止水钢板，止水钢板接缝焊好后，在穿过止水钢板的拉筋处将拉筋切断，然后焊接在止水钢板上，并在其拉筋切断位置处加设一道拉筋，作为拉筋的补强钢筋。 1.2.7 检查验收：止水钢板焊好后，应进行自检，检查有无沙眼、断焊、漏焊或焊缝不饱满之处，不符合要求的进行返工处理。定位钢筋是否焊接牢固；附加拉筋是否加设，如若未设置或焊接不牢，将对其重新焊接或加设。检查合格后，报监理工程师检查验收。 二、质量标准 1、止水钢板:焊缝必须饱满，无夹渣，焊缝高度满足要求；焊缝无沙眼，无烧伤、咬边现象；接缝处钢板无变形、翘曲现象，止水钢板位置、标高正确。 2、材料进场后对止水钢板的外观质量进行检查，断面不符合要求的进行退换或截掉不用。 三、成品保护措施 1、在进行钢筋绑扎及模板安装时不得对止水钢板进行触碰或移动。 2、在模板合模前再一次对止水钢板的位置和外观进行检查，发现问题及 时处理。 四、职业健康、安全、文明施工注意事项 1、作业人员必须持证上岗，进入现场必须戴好安全帽。 2、电焊机必须双线到位，一次线长不得大于 15m ，二次线不得大于 5m ，不得借用钢筋做地线，电焊机接线必须有专职电工接线。 3、施焊时应戴好焊帽、防护手套。 4、每天下班前，应把所用机具、工具回收入库，将工作面内的杂物清理干净，作到活完料净。
四边连接组合钢板剪力墙简化模型
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
钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能
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
什么是剪力墙 钢板剪力墙施工方案有哪些
什么是剪力墙钢板剪力墙施工方案有哪些 导读:本文介绍在房屋装修，装修流程的一些知识事项，如果觉得很不错，欢迎点评和分享。 小编说了很多关于剪力墙的知识,但是貌似大家好像对于什么是剪力墙都不是很了解,所以今天小编就来为大家讲讲剪力墙的概念知识,大家可以先和小编来学学,然后再进一步的去了解和掌握钢板剪力墙施工方案的情况,这样下来基本上我们对钢板剪力墙施工方案就比较了解了。那么什么是剪力墙呢,钢板剪力墙施工方案有哪些呢?小编觉得我们有必要先来了解一下具体情况。 什么是剪力墙: 剪力墙(shear ?wall)又称抗风墙、抗震墙或构造墙。房子或构筑物中首要接受风荷载或地震效果导致的水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体,防止构造剪切(受剪)损坏。又称抗震墙,通常用钢筋混凝土做成。 它分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架构造、升板构造、无梁楼盖体系中。为增加构造的刚度、强度及抗坍毁才能,在某些部位可现浇或预制 ?安装钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙与周边梁、柱一起浇筑,整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸构造和悬吊构造中 ?,由电梯间、楼梯间、设备及辅佐用房的间隔墙围成,筒
壁均为现浇钢筋混凝土墙体,其刚度和强度较平面剪力墙可接受较大的水平荷载。 墙依据受力特色能够分为承重墙和剪力墙,前者以接受竖向荷载为主,如砌体墙;后者以接受水平荷载为主。在抗震设防区,水平荷载首要由水平地震效果发生,因此剪力墙有时也称为抗震墙。 剪力墙按构造资料能够分为钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙。其间以钢筋混凝土剪力墙较为常用。 钢板剪力墙施工方案有哪些: 1、面板 现浇构件模板面板选用2440mm×1220mm×18mm漆面胶合板,有商品质量合格证。 2、档抖 模板档料选用45×90mm松方木,请求原料优秀,无曲折、节结、迂腐景象。 3、支持 墙模板外楞、梁板承重支持架、柱箍等支持资料选用φ48×3.5脚手架钢管合作可锻铸铁扣件,钢管和扣件应有商品出厂合格证或质量检验合格证。 4、垫板 梁板承重架立杆底部垫木,素土层上选用50×200木板,砼构造板上选用200×200×45木块,请求原料优秀,无迂腐
型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究_曹万林
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