双钢板混凝土组合剪力墙探究现状

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1、双钢板混凝土组合剪力墙探究现状　　摘要：双钢板混凝土组合剪力墙可以充分发挥钢和混凝土2种材料的优势，改善传统钢筋混凝土剪力墙延性和耗能能力较差的缺点，在钢-混凝土组合结构中具有应用优势。本文从试验方面和理论方面，简要介绍了近年来对一些新型的双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的研究现状及在工程中的应用。关键词：组合剪力墙；钢板；抗震性能；试验研究；承载力公式中图分类号：TU375文献标识码：A0引言近年来，随着我国经济的高速增长，框架-剪力墙或框架-核心筒结构体系成为目前超高层建筑中普遍采用的结构体系。为保证钢筋混凝土剪力墙和核心筒的延性和变形能力，通常采用

2、具有优良抗震性能的钢-混凝土组合剪力墙。钢-混凝土组合剪力墙的三种主要构造形式，包括内嵌钢板-混凝土组合剪力墙、单侧钢板-混凝土组合剪力墙以及双钢板-混凝土组合剪力墙。己有的研究多集中于内嵌和单侧钢板组合剪力墙，在实际设计中，北京财富中心二期[1]、中国国家博物馆[2]和北京奥林匹克公园瞭望塔[3]均采用了此种方法。12内嵌钢板和单侧钢板组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构，钢板外侧混凝土在大变形的情况下，开裂剥落难以约束钢板，使剪力墙在大震作用下的延性耗能能力大幅降低；混凝土开裂较难控制，裂缝外露影响正常使用和耐久性；钢板运输安装难度较大，现场需支模板

3、、绑钢筋等工序，施工相对比较困难。双钢板-混凝土组合剪力墙中的双钢板不仅可以作为混凝土浇筑的模板，而且在使用阶段可防止混凝土裂缝外露。混凝土填充于外侧钢板之内，能始终对钢板起到约束作用，而外侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用，从而提高内填混凝土的变形能力，使得剪力墙在大震作用下的延性及耗能能力大幅提高。因此，相比内置钢板-混凝土组合剪力墙，双钢板-混凝土组合剪力墙具有更好的正常使用性能和施工便利性，值得在工程中推广应用。国内已有部分工程采用了双钢板-混凝土组合剪力墙[4]。1双钢板混凝土组合剪力墙试验研究12聂建国等[5]进行了无缀板拉结、有缀板拉结和

4、带加劲肋的钢管混凝土边框双层钢板-混凝土组合剪力墙的低周往复试验研究，研究了该类剪力墙的受力机理，并得到其典型破坏形态。结果表明，试件均表现出良好的延性和耗能能力，滞回曲线饱满稳定。文献[6-9]对不同构造和剪跨比的双钢板-混凝土组合剪力墙进行了拟静力加载试验，对低剪跨比λ=1.0、高轴压比、中高剪跨比λ≥1.5和高轴压比、低剪跨比λ=1.0双钢板-混凝土组合剪力墙的破坏机制、抗震性能等进行了研究，结果表明：其具有良好的延性和耗能能力，抗震性能良好；双钢板与钢筋混凝土墙体通过连接件组合在一起，相互约束，钢板发生局部屈曲的位移角远高于规范[10]规定的剪

5、力墙弹性位移角限值；试件的滞回曲线饱满，呈梭形，耗能能力强；中高剪跨比试件均发生压弯破坏，最终由于墙底混凝土压溃而丧失竖向承载力，且轴压比对试件的变形能力影响显著，轴压比越大，变形能力越差；剪跨比为1.0的试件的峰值荷载低于受弯承载力，发生弯剪破坏。墙体钢板随距厚比的增加更易发生局部屈曲；试件峰值荷载、位移延性系数、刚度等受轴压比、距厚比的影响较小；试件剪跨比越大、轴压比越小，滞回性能越稳定。建议低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙轴压比限值取0.7。带约束拉杆钢板-混凝土组合剪力墙作为一种新型组合剪力墙近几年受到广泛关注。约束拉杆将外置钢板和内填混凝土墙

6、板紧密连接，有效防止钢板过早发生屈曲变形，保证钢板的受力性能得到充分发挥，同时在钢板的侧向约束作用下混凝土性能得到明显改善。采用约束拉杆连接外置钢板，避免在钢板内表面焊接大量加劲肋或抗剪栓钉的困难，便于加工和施工，防止钢板产生较大残余应力引起变形。12清华大学[11]提出一种适用于超高层建筑底部楼层的钢管-双层钢板-混凝土组合剪力墙，钢管混凝土暗柱主要承担倾覆弯矩，双层钢板与内部混凝土一起承担剪力，钢板相当于钢筋混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋。墙体钢板与钢管焊接连接，钢管上焊有伸进混凝土墙体的U形筋，以保证矩形钢管与混凝土墙之间的剪力传递。通过5个剪

7、跨比为2.5的一字形截面组合剪力墙试件的拟静力试验，表明组合墙试件均为压弯破坏；矩形钢管混凝土约束边缘构件沿墙肢长度显著影响试件的变形能力和耗能能力；钢板含钢率基本不影响试件的变形能力；矩形钢管混凝土边缘构件内设置圆钢管可提高试件承载力，但对其变形能力影响不大。矩形钢管混凝土约束边缘构件沿墙肢长度为0.2倍墙截面高度、设计轴压比为0.45时，组合墙试件的屈服位移角不小于0.005rad、极限位移角可达0.030rad。试件底部截面应变分布符合平截面假定，提出的组合墙正截面承载力计算式计算结果与试验值吻合较好，误差小于10%。华南理工大学[12]在带约束

8、拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙墙体两侧设有带约束拉杆的钢管混凝土暗柱[13]，如图1所示。制