型钢混凝土组合短肢剪力墙研究综述

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1、型钢混凝土组合短肢剪力墙研究综述　　摘要：短肢剪力墙结构是近年来在我国兴起的一种新型的抗侧力构件，它既保留了异形框架柱不凸出墙面的优点，又克服了异形框架柱抗震性能不理想等缺点。与普通剪力墙相比，短肢剪力墙门窗洞口更大，可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求，增加使用面积，造价更低，且结构自重更小。在此基础上我们在短肢剪力墙两侧加入型钢，以组合短肢剪力墙的结构形式来进一步提高结构整体刚度和抗震性能。关键词：抗震性能；型钢混凝土；短肢剪力墙；组合结构　　　　一、前言　　近年来，由于住宅需求的增加和用于建造住宅的土地供应紧张，高层住宅的建造成为

2、众多开发商的首选，同时随着生活水平的提高，人们的居住观念也发生了根本变化，如要求大开间、平面和房间布置灵活、室内不露梁柱等，使得普通框架外露梁柱或普通剪力墙结构对建筑空间的严格限制与分割的设计已经不能满足使用要求。在这种情况下，一种界于异型框架柱和普通剪力墙结构之间的短肢剪力墙结构应用而生。短肢剪力墙既保留了异形框架柱不凸出墙面，房间布置灵活等优点，又克服了异形框架柱抗侧移刚度相对较低的缺点。与普通剪力墙相比，短肢剪力墙门窗洞口更大，可以较好地满足住宅建筑的采光与通风要求，增加使用面积，造价更低，且结构自重更小。另外，对于新一代的高层建筑

3、，当今世界各国都已趋向采用钢―混凝土的组合结构。型钢混凝土组合构件充分利用了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉压性能，使钢筋混凝土与型钢形成整体，共同受力。因此，型钢混凝土组合构件的承载力可以高出同样横截面的钢筋混凝土构件一倍以上。外包混凝土对型钢有较强的约束作用，可防止型钢的局部屈曲，提高型钢骨架的整体刚度和抗扭能力。并且型钢混凝土组合构件具有比钢筋混凝土构件更好的延性和耗能性能。因此，在强地震中，呈现出优良的抗震性能。鉴于型钢和混凝土能够较好的优势互补、取长补短，使材料的优势在结构抗震中能够更加充分体现出来的特点，所以我们在普通短肢剪力墙两

4、侧加入型钢材料，形成型钢混凝土组合短肢剪力墙的结构形式。本文中我们称这种结构形式为型钢混凝土组合短肢剪力墙结构，并对该种结构形式的特点进行探讨。　　二、短肢剪力墙的正式提出与定义　　短肢剪力墙结构是由我国的容柏生院士于1997年首先正式提出的，文中扼要叙述了短肢剪力墙结构体系的构成、特点、设计原则等，指出短肢剪力墙结构是界于异型框架柱和普通剪力墙之间的一种结构形式。该体系的墙肢相对普通剪力墙较短，截面通常采用“T”字型，“L”字型，“十”字型，“Z”字型，折线型或“一”字型等。　　通过众多学者和工程师对短肢剪力墙的逐步研究和实践应用总结，

5、我国现行《高层建筑混凝土结构技术规范》对短肢剪力墙的定义为：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。即短肢剪力墙应满足5≤hc/bw≤8，hc为墙肢截面高度，bw为墙肢截面的厚度。　　三、短肢剪力墙结构特点　　1.它可结合建筑平面，利用间隔墙位置布置竖向构件，基本上不与建筑功能产生矛盾。　　2.连接各墙的梁随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，故较隐秘，解决了框架结构梁柱突出墙面的问题，使房间布置灵活，建筑功能容易满足，使用率高；尤其适用于20层左右的小高层住宅，且造价相对于普通剪力墙结构较低。　　3.与普通剪力墙相比，随着剪力墙

6、数量减少和结构自重减轻，整体结构刚度也减小，可降低地震作用力对结构抗震较为有利；可以开较大洞口，建筑上还可获得良好的通风与采光效果。　　4.根据建筑平面抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙形成主要抗侧力构件，易满足刚度和强度要求。　　5.肢高宽比大，水平荷载作用下墙体的破坏一般都呈弯曲型。同时连梁的跨高比大，故连梁的破坏也呈弯曲型。所以短肢剪力墙延性好，对抗震有利。　　四、型钢混凝土组合结构特点　　型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构形式。这种结构在各国有不同的名称，建设部XX年10月23日发布的《型钢混凝土组合结构技术规

7、程》则正式将该种结构称作型钢混凝土组合结构。这种结构主要用来构成建筑物的梁和柱，内含型钢可分为实腹式和格构式两大类。该结构形式的特点如下：　　1.受力性能好，材料利用充分：型钢混凝土组合构件充分利用了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉压性能，钢筋混凝土与型钢整体共同受力。因此型钢混凝土构件的承载力可以高出同样横截面的钢筋混凝土构件一倍以上，所以在相同承载力下，其截面尺寸可以适当减小，因而不会形成“肥梁胖柱”。　　2.良好的耐久性和耐火性：型钢外包裹的混凝土具有抵抗有害介质侵蚀，防止钢材锈蚀等作用；同时，型钢外混凝土保护层厚度，也决定着结构构件的

8、耐火性能，比钢结构要好很多。　　3.综合经济效益好：与钢结构相比，型钢混凝土组合结构可节约的钢材，降低了造价；与传统的钢筋混凝土结构相比，构件的截面尺寸更小，结构自重轻，可以增加使用面积，便于