钢管混凝土剪力墙抗震性能

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钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构性能分析

ｉｎｄｕｃｅｄｍｕｔａｔｉｏｎｏｆｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏｓａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｆｒａｍｅ — ｃｏｒｅｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅ；ｈｉｇｈ — ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇ
钢管混凝土框架一核心筒结构是我国高层建筑广泛采用的一种结构形式。钢管混凝土框架主要承受竖向荷载；核心筒抗侧刚度大，能有效抵抗地震作用和风荷载。但在大震作用下，核心筒会因刚度大
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＣＦＳＴｆｒａｍｅ — ＳＰＳＷｃｏｒｅｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｓｕｐｅｒｈｉｇｈ — ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｕｎｓｔｉｆｆｅｎｅｄｔｈｉｎｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＡＩＳＣ３４１一１０．ＣａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅＥＴＡＢＳ．Ｃｙｃｌｅｓ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏｓａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ａｓｗｅｌ１ａｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｕｔｒｉｇｇｅｒｓａｎｄｂｅｌｔｔｒｕｓｓｅｓｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａ１ｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｍｏｓｔｏｆｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｌｏａｄｗａｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｆｒａｍｅｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｌｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｗｅｒｅ

方钢管混凝土暗柱内嵌钢板_混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

文章编号：1000-6869（2013）01-0052-09方钢管混凝土暗柱内嵌钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究聂建国1，胡红松1，李盛勇2，刘付钧2，樊健生3，陶慕轩3，邵大成4，喻德明4（1．清华大学土木工程系，北京100084；2．广州容柏生建筑结构设计事务所，广东广州510170；3．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084；4．广州市新御房地产开发有限公司，广东广州510000）摘要：以某超高层建筑核心筒剪力墙结构为原型，对两端为方钢管混凝土暗柱的内嵌钢板-高强混凝土组合剪力墙进行了拟静力试验研究。

试验设计了3个剪跨比为2.0、设计轴压比为0.5的1ʒ7模型试件，主要变化参数为混凝土强度等级和含钢率。

试验结果表明：试件的破坏形态主要为暗柱钢板竖向焊缝开裂、暗柱内混凝土压溃和底部外包钢板局部屈曲，墙中部混凝土的弯剪斜裂缝发展不明显；3个试件的滞回曲线都较为饱满，具有较高的耗能能力，承载力极限状态时的等效黏滞阻尼系数约为0.22；3个试件的屈服位移角平均值为1/214，极限位移角平均值为1/58，延性系数平均值为3.77；在整个加载过程中，弯曲变形和剪切变形对顶点位移的贡献比例基本保持不变，由剪切变形产生的顶点位移约占总顶点位移的20%。

关键词：内嵌钢板-混凝土组合剪力墙；高强混凝土；方钢管混凝土暗柱；拟静力试验；抗震性能中图分类号：TU398.2TU317.1文献标志码：AExperimental study on seismic behavior of steel plate reinforcedconcrete composite shear walls withsquare CFST concealed columnsNIE Jianguo1，HU Hongsong1，LI Shengyong2，LIU Fujun2，FAN Jiansheng3，TAO Muxuan3，SHAO Dacheng4，YU Deming4（1．Department of Civil Engineering，Tsinghua University，Beijing100084，China；2．RBS Architecture Engineer Design Associates，Guangzhou510170，China；3．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry，Tsinghua University，Beijing100084，China；4．Xinyu Real Estate Development Company，Guangzhou510000，China）Abstract：This paper presents experimental study on the seismic behavior of steel plate reinforced high-strength concrete composite shear walls with square concrete filled steel tube concealed columns．Three specimens with shear-span ratio of2.0and designed axial compression ratio of0.5were tested under cyclic loading．The variable parameters were concrete strength and steel ratio．The results indicate that the failure patterns of the tested walls includ fracture of the vertical weld between adjacent steel plates，crushing of the concrete in the concealed columns，local buckling of the outside steel plates．The exposed concrete in the middle of the tested walls don’t crack seriously．All the three tested walls exhibite good hysteretic behavior and high energy dissipation capacity．The equivalent viscous damping coefficient at the ultimate state is about0.22for all the specimens．The average values of the yield drift angle，ultimate drift angle and ductility factor for the three tested walls are1/214，1/58and3.77，respectively．The ratio of the top displacement due to flexure deformation and shear deformation kept nearly constant during the whole loading process，and the top displacement due to shear deformation is about20%of the total top displacement．Keywords：steel plate reinforced concrete shear wall；high-strength concrete；square concrete filled steel tube concealed columns；quasi-static test；seismic behavior基金项目：国家科技支撑计划项目（2011BAJ09B01），国家自然科学基金项目（51178246），清华大学自主科研计划项目（2010Z03078）。

组合剪力墙的抗震研究简述

Ｘ形暗支撑组合剪力墙的形式。曹万林等在暗支撑剪力墙的的剪力墙结构的特点。杨亚彬通过试验研究了带钢管混凝土认为这种钢管组合剪研究方面做了大量的工作，研究了不同高宽比和不同肢宽的暗支边框的钢筋混凝土组合剪力墙的抗震性能，撑剪力墙的抗震性能，同截面形式的暗支撑剪力墙的抗震性力墙具有较强的承载力和抗震性能以及很好的后期承载力和延不另外内藏钢桁架的存在，使墙体裂缝的开展得到延缓，有利于能，同暗支撑形式的暗支撑剪力墙的抗震性能，暗支撑剪力性；不带
．４．６来自第３８卷第２４期２０１２年８月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖ０．８Ｎｏ２１３．４Ａｕ．２２ｇ０１
文章编号：０９６２（０２）４０４ —３１０ — ８５２１２－０６０
墙的承载能力、延性性能、刚度、回特性、滞耗能能力和破坏特性。下面分别介绍在暗支撑剪力墙这些方面的研究情况。
重组合剪力墙。
组合剪力墙将混凝土和钢材的优势结合起来、补各自的缺弥
点，具有较高的承载能力和良好的延性。本文主要介绍组合剪力墙中的带暗支撑、型钢、钢管组合剪力墙，阐述其受力机理和抗震性能，以同时提出目前组合剪力墙存在的问题及展望。
键技术就是研制抗震性能好的剪力墙。
国，钢管混凝土抗震性能的研究主要在建筑基本构件上，对结构
随着社会经济的发展，建筑用地Ｆ益减少，会对高层建筑体系抗震性能的研究不多，随着试验装备及条件的改善，种ｔ社但这的需求越来越大。随着高层建筑数量的增加和建筑形式的多样剪力墙的试验研究也逐渐增多。这些研究也为我国今后这种剪

钢管混凝土排柱剪力墙在反复荷载下性能研究

Ｙ＝１２＋０．．ｘ２ｘ。
１材料的本构模型
１１混凝土．
选用Ｇ０１－００混凝土结构设计规范所提供的混凝土Ｂ５００２１本构模型，混凝土单轴受压应力一应变表达式，：即
当＞１时：
杆与屋架腹杆平接，可在檩条下弦第一节问的节点处增加一根隅
撑与屋架下弦焊接。构造详见图６。
１构件平面外刚度较差，）需要较多支撑构件保证其稳定，增加了施工安装的工作量。２构件较柔，放、）堆运输和吊装时要注
２４桁架式檩条的优缺点．
２．１桁架式檩条的优点４．
钢管混凝土排柱剪力墙在反复荷载下性能研究
刘高峰郝智海
（．１中联西北工程设计研究院，陕西西安７０８１０２；２兰州理工大学，．甘肃兰州７０５３００）
摘
要：为研究钢管与剪力墙共同作用时的抗震性能，采用有限元软件ＡＡＵ，ＢＱＳ对比论述了钢管混凝土排柱剪力墙与钢筋混凝
通撑，使整个屋面体系简洁明快。普通屋面梁平面外刚性系杆均为类型的大跨度建筑。对于大柱距的工业厂房，过合理的结构布置，充分利用桁架式檩条的优点来简化结构体系，到经济高效达圆钢管，但柱距超过１２ｍ后，圆管由于长细比增大而出现在自重已经逐渐成为工业厂房设计的主流趋势。作用下下挠变形，而承载力降低。假如为抵抗变形而增大圆管的目的，进参考文献：截面的话，又非常不经济，此时，采用桁架檩条可以解决这方面的１顾泰昌，结构设计手册编辑委员会．钢钢结构设计问题。对屋架纵向垂直支撑来说，架檩条正好可以兼作此构［］汪一骏，桁手册（上册）Ｍ］第３版．［．北京：中国建筑工业出版社，０．２４０件。只要将檩条下弦杆附加一根隅撑与屋架下弦连接，可以达就到垂直支撑保证屋架下弦杆平面外稳定的效果。２．２４．桁架式檩条的缺点

钢筋混凝土结构抗震等级

建筑抗震设防分类标准中的基本规定：3 基本规定3.0.1 建筑抗震设防类别划分，应根据下列因素综合确定。

3.0.1.1 社会影响和直接、间接经济损失的大小。

3.0.1.2 城市的大小和地位、行业的特点、工矿企业的规模。

3.0.1.3 使用功能失效后对全局的影响范围大小。

3.0.1.4 结构本身的抗震潜力大小、使用功能恢复的难易程度。

3.0.1.5 建筑物各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元划分类别。

3.0.1.6 在不同行业之间的相同建筑，由于所处地位及受地震破坏后产生后果及影响不同，其抗震设防类别可不相同。

3.0.2 建筑抗震设防类别，应根据其使用功能的重要性可分为甲类、乙类、丙类、丁类四个类别，其划分应符合下列要求。

3.0.2.1 甲类建筑，地震破坏后对社会有严重影响，对国民经济有巨大损失或有特殊要求的建筑。

3.0.2.2 乙类建筑，主要指使用功能不能中断或需尽快恢复，且地震破坏会造成社会重大影响和国民经济重大损失的建筑。

3.0.2.3 丙类建筑，地震破坏后有一般影响及其他不属于甲、乙、丁类的建筑。

3.0.2.4 丁类建筑，地震破坏或倒塌不会影响甲、乙、丙类建筑，且社会影响、经济损失轻微的建筑。

一般为储存物品价值低、人员活动少的单层仓库等建筑。

3.0.3 各类建筑的抗震设防标准，应符合下列要求。

3.0.3.1 甲类建筑，应按提高设防烈度一度设计(包括地震作用和抗震措施)。

3.0.3.2 乙类建筑，地震作用应按本地区抗震设防烈度计算。

抗震措施，当设防烈度为6—8度时应提高一度设计，当为9度时，应加强抗震措施。

对较小的乙类建筑，可采用抗震性能好、经济合理的结构体系，并按本地区的抗震设防烈度采取抗震措施。

乙类建筑的地基基础可不提高抗震措施。

3.0.3.3 丙类建筑，地震作用和抗震措施应按本地区设防烈度设计。

3.0.3.4 丁类建筑，一般情况下，地震作用可不降低；当设防烈度为7—9度时，抗震措施可按本地区设防烈度降低一度设计，当为6度时可不降低。

钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震试验与分析

（１．北京１一业大学建筑工程学院，北京１００１２４；２．河北人学建筑Ｉ学院，保定０７１００２）
摘要完成了６个钢管混凝土边框钢板剪力墙抗震性能试验研究，试件包括３个不同钢板厚度的钢管混凝土边框纯钢板剪力墙和３个对应钢板厚度的钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙。基于试验，
ｓｑｕａｒｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｌｕｎａｎ（ＣＦＳＴ）ｆｒａｍｅ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓ３ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｏｔ ’ ｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌａｎｄ３ｓｐｅｃｉ —
ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｗｉｔｈＣＦＳＴｃｏｌｕｍｎｓｈａｓｇｏｏｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙ．ＣｏｍｐａｒｅｉｉｗｉｔｈｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌｗｉｔｈＣＦＳＴｃｏｌｕｍｎｓ，ｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｃｏｎｃｒｅｔｅｓｈｅａｒｗａｌｌａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓａｒｅｂｅｔｔｅＩ・．

钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展

㊃综㊀述㊃钢结构(中英文),38(12),1-26(2023)DOI :10.13206/j.gjgS 23062902ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF㊀㊀编者按:当前我国第五代GB 18306 2015‘中国地震动参数区划图“明确了基本㊁多遇㊁罕遇和极罕遇等四级作用的地震动参数确定方法并提高了工程结构抗震设防标准㊂组合结构适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域具有广泛应用价值㊂由于钢管混凝土柱存在间接约束以及界面滑移等特性,其抗震能力可进一步挖掘,以提升强震下重要工程结构的安全性,或者在维持相同性能时节约材料用量㊂学者们通过模型试验㊁理论研究以及关键技术研发,所形成的系列成果在工程结构中得到了成功应用㊂为此,‘钢结构(中英文)“杂志特邀丁发兴教授为主编,系统组织了两期(本期及2024年第1期) 组合结构抗震性能与韧性提升专栏,向读者介绍国内针对钢管混凝土柱㊁钢管混凝土柱-组合梁节点㊁组合框架以及组合框架-筒体结构等方面的最新研究成果,探讨各有效措施对抗震性能的影响规律,以期推动组合结构技术的完善与升级㊂钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展∗丁发兴1,2㊀许云龙1㊀王莉萍1,2㊀吕㊀飞1,2㊀段林利1,2㊀余志武1,2(1.中南大学土木工程学院,长沙㊀410075;2.湖南省装配式建筑工程技术研究中心,长沙㊀410075)摘㊀要:钢-混凝土组合结构因具有抗弯刚度大㊁承载力高㊁延性好和施工便捷等优点,适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域应用广泛㊂在提高工程结构抗震设防标准的背景下,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法对促进建筑结构实现双碳战略目标具有重要意义㊂为此,归纳总结了钢-混凝土组合结构抗震性能的研究进展,包括钢-混凝土组合梁㊁钢管混凝土柱及钢管混凝土柱-组合梁节点的滞回性能试验研究,以及钢-混凝土组合结构体系的拟静力㊁拟动力及振动台试验研究,讨论并比较了各种抗震分析模型及其方法,提出了当前研究存在的一些问题和尚需深入研究的方向㊂基于现有研究成果总结得到:1)组合梁主要依靠钢梁耗能,可采取增大钢梁截面尺寸的措施提高耗能能力㊂钢管混凝土柱主要依靠钢管和混凝土耗能,可采取拉筋增强约束措施直接约束混凝土,使其由脆性向塑性转变从而提高框架柱的耗能能力㊂与其他类型组合节点相比,刚性连接组合节点具有更好的耗能能力㊂2)罕遇地震下框架结构以梁耗能为主,而在超罕遇地震下仍以梁作为主要耗能部件将使工程成本大幅增加㊂由于超罕遇地震发生概率极低,若采取适当的增强约束措施使柱也具备耗能能力并参与耗能,则可在适当增加工程建设成本的同时使结构具有抵抗超罕遇地震的能力,此时组合结构抗震设计理念可由罕遇地震时的强柱弱梁,梁耗能为主向超罕遇地震时的梁柱共同耗能推进㊂3)基于平截面假定的杆系纤维模型计算软件通常适用于弹性和弹塑性小变形阶段分析,而当组合结构处于塑性大变形阶段时,结构杆件便不再符合平截面假设㊂对强震下组合结构体系的动力响应仿真模拟需要克服弹塑性小变形阶段的假定条件,采用适用于塑性大变形阶段结构分析的混凝土三轴弹塑性本构模型及相应的体-壳元模型是一种有效的途径㊂4)剪力墙结构具有整体性好㊁侧向刚度大等优点,但传统构造下其抗震能力较弱,可通过提升连梁和墙肢等耗能构件的耗能能力以增强结构整体耗能能力,如采用钢-混凝土组合连梁㊁型钢混凝土连梁或合理构造钢板连梁,以及型钢-约束混凝土或钢管混凝土墙肢等㊂5)工程结构在使用阶段面临着诸多灾害考验,传统方法根据不同外荷载进行独立抵抗设计,忽视了多灾害耦合作用机制,使结构综合抗灾性能难以满足使用需求,故建立安全可靠的抗多灾害设计方法和结构体系是结构工程师在防灾减灾领域的一项重大课题㊂关键词:钢-混凝土组合梁;钢管混凝土柱;钢-混凝土组合结构;抗震性能;试验研究∗国家自然科学基金项目(51978664)㊂第一作者:丁发兴,男,1979年出生,博士,教授㊂通信作者:王莉萍,女,1987年出生,博士,副教授,wlp2016@㊂收稿日期:2023-06-290㊀引㊀言中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震灾害给人类社会活动造成了不可估量的损失㊂大量建筑结构因抗震能力不足而倒塌,造成的人员伤1丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023亡和经济损失使得抗震减灾技术成为结构工程师们面临的主要考验㊂为提高建筑结构的抗震性能,研究者们在结构布置和局部构造等方面展开了大量的研究工作㊂钢-混凝土组合结构因充分发挥了两种材料的力学性能优势,提升了结构的刚度㊁承载力和耗能能力而在高层及超高层建筑结构中得到了广泛应用[1]㊂随着经济社会的发展,工程结构抗震设防标准也在不断提升,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法,对促进建筑结构实现双碳战略目标具有重要意义㊂组合结构中,钢-混凝土组合梁和钢管混凝土柱的材料利用效率最高,其抗震性能提升明显㊂为此,笔者对国内外相关钢-混凝土组合结构的主要研究成果进行归纳总结,对组合结构抗震性能方面需要进一步深入研究的工作进行展望,以期为后续研究工作提供一些参考和建议㊂1㊀钢-混凝土组合构件及节点抗震性能1.1㊀钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁由钢梁和混凝土板通过栓钉连接而成,发挥了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能优势㊂Daniels等[2]对组合框架中的组合梁进行了抗震性能研究,并给出了组合梁的弹塑性分析方法㊂文献[3-5]先后对组合梁进行了低周往复试验研究,结果表明组合梁具有良好的耗能能力和延性,增设腹板加劲肋或增加腹板厚度能明显提高组合梁的极限承载力,改善构件延性㊂Gattesco 等[6-7]㊁Taplin等[8]和Bursi等[9-10]着重研究了剪力连接件对组合梁抗震性能的影响,指出剪力连接件的布置方式直接影响界面滑移量,进而影响组合梁极限承载力㊂国内聂建国等[11]首先进行了6组钢-混凝土叠合板组合梁低周往复荷载试验研究,结果表明钢-混凝土叠合板组合梁的滞回曲线饱满,且存在界面滑移,其剪力连接度直接影响构件正向极限抗弯承载力,而反向极限抗弯承载力则可依据简化塑性方法计算得出㊂此后,蒋丽忠等[12-16]和Ding等[17]先后对低周往复荷载下钢-混凝土组合梁的抗震性能进行了系列试验研究,分别探讨了剪力连接度㊁力比㊁栓钉直径㊁腹板厚度㊁纵向和横向配箍率对组合梁抗震性能的影响规律,并建立了恢复力模型[13]㊂Liu等[18]建立了三维实体-壳元模型,其中钢梁采用壳单元,混凝土采用实体单元,栓钉采用梁单元或弹簧单元,分析结果表明组合梁的抗震能力主要依靠钢梁翼缘,增大钢梁尺寸有利于提高抗震能力,而增大栓钉剪力连接度也有利于提高钢梁的耗能㊂1.2㊀钢管混凝土柱钢管混凝土柱由外钢管内部填充混凝土而成㊂自1965年日本九州大学学者Sasaksi和Wakaba-yashi对方钢管配筋混凝土柱进行拟静力试验后[19],Tomii等[20]也开展了圆钢管混凝土柱拟静力试验研究,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更大的极限承载力,更好的延性和耗能能力,以及更小的刚度退化等特点㊂Elremaily等[21]最早根据试验结果和理论分析指出钢管约束作用提升了柱承载力和抗震性能㊂随后有关钢管混凝土柱抗震性能研究越来越丰富,研究者们分别从材料强度㊁轴压比㊁宽(径)厚比和长细比等方面探讨了钢管混凝土柱抗震性能规律㊂在材料强度方面,吕西林等[22]㊁韩林海等[23]和Liu等[24]先后研究了混凝土强度对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律,结果显示随着混凝土强度的提升,试件初始刚度略有增大,极限承载力也有所提高,但其延性和耗能能力均下降,且刚度退化加快㊂游经团等[25]和Yadav等[26]的试验结果表明:增大钢管屈服强度能够明显提升极限承载力,但对初始抗弯刚度几乎无影响㊂Varma等[27-28]探讨了钢材强度对柱抗震性能的影响规律,低轴压比下柱的延性系数随钢材强度的增大而降低,而当轴压比较大时,该规律并不明显㊂在轴压比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁游经团等[25]㊁Varma等[27-28]㊁张春梅等[29]㊁李学平等[30]㊁李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和Cai等[33]通过试验研究发现,轴压比是影响柱抗震能力的直接因素,增大轴压比导致水平承载力㊁延性和耗能能力下降,刚度退化明显㊂在宽(径)厚比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁Yadav等[26]和李学平等[30]的试验表明,试件水平极限承载力随着宽(径)厚比增大而降低㊂Varma 等[27-28]㊁李斌等[31]和余志武等[34]指出,提高宽(径)厚比可使其延性系数下降㊂聂瑞锋等[32]和Matsui等[35]指出,宽(径)厚比越大,耗能能力越弱㊂在长细比方面,李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和邱增美等[36]通过试验研究表明,随着长细比的增加,钢管混凝土柱初始刚度明显降低,刚度退化加快,水平2钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展承载力和耗能能力变弱,延性系数也明显下降,当长细比达到一定值时延性系数下降更快㊂为加强大宽(径)厚比钢管对混凝土的约束作用而提升其抗震性能,学者们陆续提出了诸多约束措施,如在柱端部焊接钢板或角钢[37],包裹纤维复合材料[38],设置约束拉杆[39]㊁栓钉[40]㊁加劲肋[41]或斜拉肋[42]等局部加强措施,如图1a ~1g 所示,这些局部加强构造一定程度上延缓了柱端塑性铰的形成与发展㊂a 钢板约束;b 角钢约束;c 纤维复合材料约束;d 拉杆约束;e 栓钉约束;f 加劲肋约束;g 斜拉肋约束;h 内拉筋约束㊂图1㊀各种约束方式下的钢管混凝土柱由于钢管对混凝土的约束作用为间接被动约束,丁发兴[43]在比较各种约束方式后提出了内拉筋约束钢管混凝土柱技术,如图1h 所示,并揭示了内拉筋直接约束混凝土的工作原理㊂此后,丁发兴课题组开展了端部拉筋钢管混凝土柱抗震性能试验研究,截面形式包括矩形[44]㊁圆形[45]㊁椭圆形[46]㊁圆端形[47]等,探讨了拉筋与钢管内表面接触方式的影响[48],试验结果表明,实际轴压比高达0.8的超高轴压比钢管混凝土柱仍呈现延性破坏,且钢管混凝土柱塑性铰展现出小偏压和大偏压两个阶段,其韧性得到进一步提升㊂同时,课题组基于体-壳元模型进行了有限元模拟,其中混凝土采用实体单元,钢管采用壳单元,拉筋采用杆单元,分析结果表明,压弯荷载下拉筋具有降低界面滑移㊁直接约束混凝土以及促进钢管抗弯等效果,从而提高抗弯刚度㊁承载力和耗能能力,其中拉筋大幅度提高了混凝土的耗能能力[49]㊂1.3㊀钢管混凝土柱-组合梁节点作为钢-混凝土组合结构的关键传力部位,组合节点的剪力主要通过钢梁腹板传递,其次通过节点区混凝土和钢管壁间的黏结力和摩擦力传递,而弯矩则主要由加强环板㊁内隔板等构件传递[50]㊂现有节点试验不少是以钢管混凝土柱和纯钢梁的连接为研究对象,而相关组合框架及组合节点的试验研究结果表明,钢梁与楼板在进入弹塑性阶段之后仍能发挥明显的组合效应[51],这种组合效应能显著提高结构的刚度㊁强度及耗能能力,抑制钢梁上翼缘屈曲,增强钢梁的稳定性[52]㊂另外,当节点区域受正向弯矩作用时,楼板与钢梁的组合效应更为显著[53-54],楼板的存在将使中性轴上移,导致钢梁下翼缘应变明显增大,从而促使下翼缘更易发生屈服及破坏,降低组合梁的转动能力[55]㊂鉴于钢筋混凝土楼板对节点区域及结构体系具有重要影响,笔者仅对考虑楼板的组合节点抗震性能试验进行梳理㊂组合梁节点及框架试验表明负弯矩区钢梁下翼缘由于受压易过早出现局部屈曲和失稳的问题,李杨等[56]在普通组合梁负弯矩区下翼缘增设一块混凝土板,开展了钢-混凝土双面组合梁节点的抗震性能试验,与普通组合梁节点相比,双面组合梁节点具有更高的刚度和承载力,但在刚度退化㊁延性系数和耗能能力等方面无明显优势㊂在削弱式节点方面,Xiao 等[57]和Li 等[58]对带楼板的狗骨式节点进行了拟静力试验,结果表明,减小梁截面可促进削弱区域塑性铰的形成,有效避免节点核心区焊缝撕裂㊂在传统刚性节点方面,聂建国课题组先后完成了内隔板式节点[59]㊁栓钉内锚固式节点㊁外隔板式节点[60]和内隔板贯通式节点[61]的拟静力试验研究㊂研究发现:内隔板式节点表现出较强的极限承载能力,但其位移延性系数低;而栓钉内锚固式节点具有较强的变形能力,但极限承载力较低;相比之下,外隔板式节点和内隔板贯通式节点在极限承载能力㊁位移延性系数和耗能能力等方面均具有良好的性能[60-61]㊂此外,聂建国等[62]建立了组合节点剪力-剪切变形曲线的恢复力模型,提出了组合节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力计算公式㊂韩林海课题组[63-64]采用外环板式节点对圆钢管混凝土柱-组合梁节点进行拟静力试验研究,提出了节点的抗剪承载力公式和核心区剪力-剪切变形恢复力模型㊂周期石等[65]提出了楼板钢筋和钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,发现楼板钢筋的穿入增强了节点区域钢梁抗弯刚度和楼板的组合效应,而钢梁翼缘削弱的穿入降低了穿入钢梁对浇筑柱中混凝土的影响㊂研究表明,对于钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,当削弱程度不大时,节点具有良好的抗震性能,但仍将降低节点的刚3丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023度㊁承载力和耗能能力㊂在半刚性节点方面,Mirza等[66]分别对半刚性单边螺栓节点进行了静力和拟静力试验,并根据有限元分析结果给出了构造设计方法㊂王静峰等[67-69]进行了半刚性单边螺栓节点试验,包含圆㊁方钢管和带纵向加劲肋钢管的拟静力试验以及带纵向加劲肋钢管混凝土柱的拟动力试验㊂试验结果表明,圆钢管混凝土柱-组合梁节点的承载力和弹性刚度要大于方截面[67];外伸端板连接节点的承载力和弹性刚度要大于平齐端板连接,而其转动能力和延性性能要低于平齐端板连接[68-69]㊂Yu等[70]提出了上焊下栓式的节点连接方式,即钢梁上翼缘与柱隔板焊接,下翼缘与柱隔板通过螺栓连接,螺栓连接处板件的滑移有利于降低钢梁下翼缘应力,避免出现过早断裂的现象㊂欧洲规范[71]中,根据初始转动刚度大小,将节点分为铰接㊁半刚性连接和刚性连接;根据抗弯承载力大小,将节点分为铰接㊁部分强度和全强度㊂Ding 等[72]认为该分类标准对于半刚性连接节点的定义较为宽泛,难以准确判定试件的类型,应根据节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力等性能指标综合定义,并将其细化为半刚接㊁准刚接㊁Ⅰ类刚接和Ⅱ类刚接四类㊂据此,丁发兴等[73]完成了端板螺栓连接和加强环连接组合梁节点的拟静力试验,利用柱内拉筋强柱构造和加劲肋强梁构造技术实现了节点核心区强连接,显著提升了螺栓连接节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力,使栓连节点达到了刚性节点的性能要求㊂同时,内拉筋强柱构造技术实现了轴压比高达0.8时,组合节点梁端发生弯曲破坏的失效模式㊂除了以上相关平面框架组合节点抗震性能试验研究外,樊健生等[74-75]从加载路径㊁混凝土楼板㊁柱类型及节点位置等方面对空间组合内隔板贯通式节点进行了拟静力试验,结果表明空间受力的节点在承载力和延性性能等方面均有明显下降,因此平面荷载作用不能完全反映其抗震性能,在节点设计中应考虑空间荷载的耦合作用㊂2㊀钢-混凝土组合结构体系抗震性能组合梁㊁柱及其组合节点等构件的研究最终以在结构体系中的应用为落脚点,因而各类组合构件集成后的体系响应是工程实践重要的关注点之一㊂笔者以钢-混凝土组合框架结构为主要对象,根据不同试验方法分别梳理了研究者在有关结构体系抗震方面的研究成果㊂2.1㊀试验研究2.1.1㊀拟静力试验Matsui[76]㊁Kawaguchi等[77-78]㊁马万福[79]㊁钟善桐等[80]㊁李斌等[81]㊁王来等[82]㊁李忠献等[83]和王先铁等[84]对钢-混凝土组合框架模型进行了系列抗震性能试验研究,指出钢-混凝土组合框架结构的抗震性能要优于钢筋混凝土框架和钢框架结构㊂为研究混凝土楼板在框架结构中的组合效应,聂建国等[85]完成了4层单跨纯钢框架和组合框架结构的拟静力试验㊂结果表明:与整体性较差的纯钢框架相比,组合框架的抗侧刚度因混凝土楼板空间作用而大幅提升㊂Tagawa等[86]㊁Nakashima 等[87]和聂建国等[52,88]分别进行了足尺框架子结构拟静力试验,探讨了混凝土楼板对结构刚度㊁强度㊁耗能及变形能力的影响规律,确定了在结构设计中楼板组合效应的有效计算宽度㊂王文达等[89]㊁王先铁等[90]和余志武等[91]以柱截面形状㊁材料强度㊁含钢率㊁轴压比和梁柱线刚度比等为研究对象,对组合框架结构开展了往复荷载作用下的试验研究,探讨了各参数对组合框架结构抗震性能的影响规律,提出了钢管混凝土框架荷载-侧移实用恢复力模型及位移延性系数简化计算方法㊂王静峰等[92-94]和王冬花等[95]研究了往复荷载作用下半刚性单边高强螺栓连接组合框架的抗震性能和破坏机理,分析了滞回及骨架曲线㊁强度和刚度退化规律㊁延性及耗能能力等力学性能指标,并建立了半刚性钢管混凝土框架的弹塑性地震反应分析模型,提出了一种适用于半刚性钢管混凝土框架的P-Δ关系曲线的简化二阶方程和弹塑性层间位移的简化计算方法㊂此外,赵均海等[96]提出了装配式复式钢管混凝土框架结构及其极限承载力简化计算方法,阐述了柱-柱拼接节点和加强块梁柱节点在此类结构中的应用效果㊂Ren等[97]和王波等[98]在钢管混凝土框架中增设屈曲约束支撑装置,研究水平反复荷载作用下耗能减震部件对结构抗震性能的影响㊂结果表明:增设屈曲支撑不仅对结构的刚度和承载力有提升作用,还能延缓塑性铰的形成,增强结构延性和耗能能力㊂丁发兴等[99]完成了2层2跨组合框架对比试验研究,结果表明:内拉筋强柱构造措施提升了框架结构的刚度和承载力,延缓了柱端塑性铰的形成,增强了结构延性和耗能能力㊂由此可见,内拉筋提升框架柱的刚度㊁承载力和耗能能力,其效果相当于增4钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展设屈曲支撑㊂2.1.2㊀拟动力试验宗周红等[100]通过对缩尺比例为1/3的半刚性两层空间组合框架的拟动力试验,从层间刚度㊁自振频率㊁加速度反应㊁位移反应和滞回曲线等方面评估了该结构的动力响应和耗能性能,研究了峰值加速度㊁频谱特性和强震持续时间对结构动力响应和力学性能的影响,建立了组合框架结构动力分析模型㊂Herrera等[101]按照3/5的比例对一幢节点采用T型连接方式的4层组合框架进行了拟动力试验,结果表明此类节点的组合框架满足美国相关设计标准㊂在半刚性节点组合框架方面,He等[102]对缩尺比例为4/7的端板螺栓连接组合框架子结构模型先后进行了拟动力㊁拟静力和静力推覆试验,从层间位移及剪力㊁应变㊁转角和耗能等方面分析结构在多遇地震㊁设防地震㊁罕遇地震和超罕遇地震水准下的动力响应㊂完海鹰等[103]对节点采用长螺栓式双腹板顶底角钢半刚性连接的钢管混凝土框架进行拟动力试验研究,探讨不同峰值加速度下结构的受力特征㊁刚度退化㊁动力响应及耗能能力㊂王静峰等[104-105]通过两组拟动力试验分别研究了钢管混凝土柱-组合梁框架和钢管混凝土柱-钢梁框架的动力性能和破坏特征,探讨了柱截面形式和端板类型对结构性能的影响㊂试验结果表明,圆形柱组合框架的最大位移响应和累积耗能均大于方形柱组合框架,但其初始刚度和承载力则弱于方形柱组合框架㊂此外,王静峰等[106]还采用混合试验方法对装配式中空夹层钢管混凝土组合框架开展了拟动力试验研究,分析了该组合框架结构在峰值加速度为0.62g和1.24g时的动力响应和破坏机理㊂在屈曲约束支撑组合框架方面,Tsai等[107-108]完成了多级地震作用下3层3跨足尺钢管混凝土柱屈曲约束支撑框架拟动力试验研究,探讨了屈曲约束支撑对结构整体抗震性能的影响,并从有效刚度㊁耗能和位移延性系数等方面评估了支撑构件连接方式的有效性㊂郭玉荣等[109]完成了防屈曲支撑组合框架子结构拟动力试验,提出了防屈曲支撑可增强结构的抗侧刚度和变形恢复能力㊂2.1.3㊀振动台试验黄襄云等[110-111]利用振动台试验对5层2跨2开间钢管混凝土空间框架结构的动力特性㊁加速度反应和位移反应进行了分析,并分别按等强度㊁刚度㊁截面积的原则将钢管混凝土柱换算成钢筋混凝土柱进行试算,综合评定了该结构的抗震性能㊂杜国锋等[112]采用单输入㊁单输出方式对8层单跨2开间钢管混凝土柱-钢梁框架进行动力特性试验,并通过3种不同地震波作用分析了结构的最大地震作用力㊁层间剪力㊁位移和应变反应㊂邹万山等[113]通过振动台试验得出,不同频谱特性的地震波对模型结构的加速度和位移反应分布曲线形状影响较小,且模型各层绝对加速度主要由前两阶振型决定,其他高阶振型的影响可以忽略㊂罗美芳[114]研究了不同工况下4层钢-混凝土组合框架结构的动力响应及破坏模式,评价了该结构的抗震性能㊂童菊仙等[115-116]设计并制作了有㊁无侧向耗能支撑的5层单跨2开间的方钢管混凝土柱框架模型,利用振动台试验对两种框架的动力特性和地震响应进行分析,得到了结构的振型㊁周期和阻尼比等基本属性,以及地震波作用下的位移㊁加速度和应力响应㊂结果表明:即使没有楼板的组合作用,结构仍具有较好的抗震性能;侧向支撑可承担部分水平地震作用,减小了结构的动力反应㊂陈建斌[117]和吕西林等[118]完成了国内首个方钢管混凝土高层组合框架-支撑结构振动台试验㊂试验中发现结构支撑体系的破坏较为严重,试验结果表明:该结构的动力性能介于钢筋混凝土结构和钢结构之间且更倾向于钢结构,其塑性㊁韧性和抗震性能表现良好,并通过计算结果显示阻尼器对加快结构峰值反应后的振动衰减具有较大作用㊂为研究地震作用下半刚性连接组合梁框架的动力特性以及破坏模式,李国强等[119]进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究㊂结果显示:当峰值加速度高达1.2g时,结构整体仍未发生明显损坏,表明该结构形式可满足高烈度区域的抗震设防要求㊂Han等[120]对两个由组合框架结构和钢筋混凝土剪力墙混合形成的高层建筑模型进行了振动台试验,对比分析了圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱对该混合结构体系整体性能的影响,验证了组合框架结构与核心剪力墙结构在地震作用下优良的复合效应和抗震性能㊂2.2㊀理论分析静力弹塑性分析法是以反应谱为基础,首先依据抗震需求谱和结构能力谱得到地震作用下建筑结构所产生的目标位移,随后在建筑结构上施加稳定的竖向荷载,同时施加单调递增的水平荷载直至达到目标位移,最后评估结构最终状态下的抗震性能㊂通过该方法可以评估地震作用下结构的内力和变形5。

钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能分析

２．ＨａｏｈｕａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬＴＤ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ —ｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｉｄｅｉｎｒｇ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３～９４６９．２０１３．Ｏ１．００２
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．１
Ｍａｒ．２０１３
文章编号：１６７３—９４６９（２０１３）０１ — ０００６— ０３
第３０卷
第１期
２０１３年３月
河北工程大学学报（自然科学版）ＪｏｕｎａｒｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
表现出较好的抗震性能。
关键词：钢管混凝土框架结构；钢筋混凝土剪力墙；弹塑性时程分析；抗震性能；中图分类号：ＴＵ３９８＋．２文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｄｙｏｎｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅ— — ｉｆｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｆｒａｍｅ— — ｓｈｅｒａｗａｌｌ

钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述

钢管混凝土剪力墙抗震性能研究综述【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。

各种结构形式建筑物的含钢量参考值

各种结构形式建筑物的含钢量参考值在不同的结构形式建筑物中，钢材的含量会有所不同。

以下是几种常见结构形式建筑物的钢材含量的参考值：1.钢筋混凝土框架结构建筑物：钢筋混凝土框架结构是目前最常见的建筑结构形式之一、在该结构中，钢筋主要用于加固混凝土的抗张能力。

根据建筑物的尺寸、荷载和设计要求等因素，一般认为钢筋混凝土框架结构的钢材含量约为混凝土体积的1-3%。

2.钢结构建筑物：钢结构建筑物基本上由钢材构成，包括钢柱、钢梁、钢框架等。

钢结构建筑物通常用于大跨度建筑物，如体育馆、机场等。

钢结构建筑物的钢材含量会根据结构形式的不同而有所差异。

一般来说，钢结构建筑物的钢材含量约为建筑物总重量的50-70%。

3.钢筋混凝土剪力墙结构建筑物：钢筋混凝土剪力墙结构是一种通过设置混凝土剪力墙来提高建筑物整体抗震性能的结构形式。

钢筋混凝土剪力墙结构中，钢筋主要用于剪力墙的加固，并且钢筋的含量相对较高。

根据建筑物的尺寸、荷载和设计要求等因素，一般认为钢筋混凝土剪力墙结构的钢材含量约为混凝土体积的3-6%。

4.钢管混凝土结构建筑物：钢管混凝土结构是一种利用钢管作为构件，将混凝土灌注在钢管中的结构形式。

钢管混凝土结构具有较高的抗震性能和自重轻的特点。

在钢管混凝土结构中，钢材主要用于构件的加固。

根据建筑物的尺寸、荷载和设计要求等因素，一般认为钢管混凝土结构的钢材含量约为混凝土体积的2-4%。

总之，不同结构形式的建筑物的钢材含量会有所差异，具体的值会根据建筑物的尺寸、用途、设计要求等因素而定。

以上仅为一般参考值，具体建筑项目的设计需要进行详细计算和分析。

钢-混凝土组合结构在装配式建筑中的应用

钢 -混凝土组合结构在装配式建筑中的应用摘要：钢-混凝土组合结构是由型钢与混凝土组合而成，充分发挥了钢与混凝土两种材料各自的性能优势，在建筑工程已经得到了广泛的应用。

与传统的建筑方法相比，装配式建筑具有明显的优越性，可保证产品的质量，能够满足各种建筑形式的需求，应用前景广阔。

装配式钢-混凝土组合结构体系兼具钢结构和混凝土结构体系的优点，构件工厂制作，现场组装成整体，构件间连接可以采用高强螺栓连接，可提升整体结构的防火及防腐蚀等性能。

关键词：钢-混凝土组合结构;装配式建筑;钢管束;PEC;捷约;目前市场上可用于装配式建筑的组合结构体系有多种，比较典型的组合结构体系有：型钢混凝土结构体系、装配式钢管束组合结构体系、PEC预制装配的组合结构体系以及捷约预制装配框架系统等，型钢混凝土结构体系比较成熟，且应用较为广泛，限于篇幅不做介绍。

本文主要介绍后面三种组合结构体系。

1 钢管束组合结构体系1.1 体系构成(1）钢管混凝土束组合结构剪力墙：钢管束内部结构美观，排列有序，施工方便，标准化、模块化钢管连接在一起，形成钢管束，内部浇筑混凝土。

(2)H型钢梁：高频焊接H型钢，普通焊接H型钢或热轧H型钢。

(3）装配式钢筋桁架楼承板：现场不需要支模，运输方便，易安装及拆卸。

(4）轻质隔墙：轻质条板、加气混凝土块，以及其它轻质墙体。

(5）建筑外装饰面：轻质防火保温板、轻质防火板、防腐层、防火保温隔热层、CCA板外墙装饰面、外墙涂料等功能性绿色环保装饰。

1.2 主要功能(1）优良的抗震性能：钢结构在地震烈度的作用下可以吸收更多的地震能量，具有良好的延性。

目前抗震6级是标准，抗震8级已经在很多工程中应用。

(2）缩短建设周期：有些钢构件如汽车制造一样，在工厂里是标准化和流线型加工的；在施工现场，可以同时建三层。

建高楼层时，不会影响低楼层的施工，可以开始结构维修和装修，可以像积木一样直接组装。

流水作业没有冲突，可以大大缩短工期。

钢管混凝土结构抗震性能

南昌大学研究生2015~2016学年第二学期期末读书报告课程名称: 混凝结构理论与应用专业：建筑与土木工程学生姓名: 李海学号: 4160146150学院：建筑工程学院得分:任课教师: 熊进刚时间：2016年6月钢管混凝土结构抗震性能研究摘要：介绍了钢管混凝土组合结构的特点，综述了国内外钢管混凝土结构的抗震性能的研究现状；分析了其存在的问题和实用价值，展望了钢管混凝土结构发展趋势和应用前景; 指出了进一步研究的方向。

关键词: 组合结构; 钢管混凝土结构；抗震性能; 工程应用Abstract:This paper presents the characteristics of steel concrete composite structures，review the status of research on seismic behavior of domestic and foreign steel concrete structure; analyzes the problems and practical value，the prospect of the development trend of steel and concrete structures prospects；points out further research direction.Keywords：composite structure；steel concrete structure; seismic performance; engineering applications钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。

钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土、螺旋配筋混凝土和钢管结构的基础上演变和发展起来的,利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对混凝土的约束作用使混凝土处于复杂应力状态之下，从而使混凝土的强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善。

钢管混凝土结构抗震设计技术规程

钢管混凝土结构抗震设计技术规程一、前言钢管混凝土结构抗震设计技术规程是为了保证建筑物在地震中的安全性和稳定性，对钢管混凝土结构的抗震设计技术进行规范和要求，以提高建筑物的抗震能力和安全性。

二、设计基础1. 设计标准钢管混凝土结构的抗震设计应符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）等规范的要求。

2. 设计参数设计应根据建筑物的用途、地基条件、地震烈度、建筑物的层数、结构类型、荷载等因素确定设计参数。

其中，地震烈度应以当地地震烈度为基础，结构类型应根据建筑物的用途和层数等确定。

3. 设计荷载钢管混凝土结构的设计荷载应符合《建筑荷载规范》（GB50009-2012）的要求。

三、抗震设计1. 钢管混凝土结构的抗震等级建筑物的抗震等级应根据建筑物的用途、地震烈度等因素确定。

钢管混凝土结构的抗震等级应符合《建筑抗震设计规范》的要求。

2. 钢管混凝土结构的抗震设计方法（1）弹性设计方法弹性设计方法应根据建筑物的用途、结构类型等因素进行选择。

在弹性设计方法中，应采用等效静力分析法或反应谱分析法进行计算。

（2）非线性时程分析法非线性时程分析法适用于建筑物抗震等级较高或者建筑物结构形式复杂的情况。

在非线性时程分析法中，应采用合适的地震波进行计算。

3. 钢管混凝土结构的抗震设计要求（1）结构抗震性能的要求钢管混凝土结构的抗震性能应满足建筑抗震设计规范的要求，即在一定地震烈度下，建筑物应保持整体稳定性，不存在局部破坏。

（2）结构的受力性能要求钢管混凝土结构在地震作用下，应保证结构的受力性能。

其中，地震力作用下的水平位移应符合规范的要求，结构所受的剪力、弯矩、轴力应满足建筑抗震设计规范的要求。

（3）结构的可修复性要求钢管混凝土结构在地震作用下，应保证结构的可修复性。

其中，结构的受损部位应容易修复，不影响建筑物的使用。

四、结构设计1. 钢管混凝土结构的结构形式钢管混凝土结构的结构形式应根据建筑物的用途、层数、地基条件等因素进行选择。

装配式钢管混凝土框架-剪力墙抗震性能研究

装配式钢管混凝土框架-剪力墙抗震性能研究装配式钢管混凝土框架-剪力墙抗震性能研究摘要：随着人们对建筑结构安全性和可持续性的关注，装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构逐渐成为一种备受关注的建筑体系。

本文通过仿真分析和实验研究，探讨了该结构的抗震性能。

结果表明，在适当设计和施工条件下，装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构具有较好的抗震性能，能够满足抗震设计要求。

1. 引言抗震设计是建筑设计中的重要问题。

地震是自然界中突发的自然灾害，它对建筑结构的破坏性是巨大的。

因此，提高建筑结构的抗震性能对于确保人民生命财产安全具有极为重要的意义。

装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构是一种新型的抗震建筑体系，具有构件标准化、加工精确度高、施工周期短等优点。

本文旨在通过研究该结构的抗震性能，为其在实际工程中的应用提供参考。

2. 结构形式及设计原则装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构是由钢管柱、剪力墙和梁组成的体系。

在该结构中，钢管柱作为主要承重构件，负责承受地震力的纵向和剪力墙的横向承载力。

剪力墙由混凝土和纵筋钢筋构成，通过与钢管柱的拼接来形成整体的抗震体系。

为了确保结构的抗震性能，设计时应满足以下原则：（1）合理选择钢管柱和剪力墙的尺寸和截面形状，保证其满足强度和刚度要求；（2）采用适当的连接方式，确保钢管柱和剪力墙之间的力传递和承载能力；（3）保证剪力墙在地震作用下承载的剪力和弯矩不超过其极限承载力。

3. 抗震性能分析为了评估装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能，进行了有限元仿真分析。

选取了典型的地震波进行输入，计算了结构在地震作用下的位移响应、剪力等参数。

通过比较不同设计参数下的结果，评定了该结构的抗震性能。

结果表明，装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构具有较好的抗震性能。

在合理的设计和施工前提下，该结构能够满足抗震设计要求，保证结构在地震作用下的安全性。

4. 实验研究为了验证仿真分析结果的准确性，进行了装配式钢管混凝土框架-剪力墙结构的物理模型实验。

钢管混凝土结构施工规范

钢管混凝土结构施工规范钢管混凝土结构施工规范是指在钢管混凝土结构的建设过程中，需要遵循的一系列规定和标准。

这些规范旨在确保施工过程的安全性、质量和可靠性，以及钢管混凝土结构的长期使用性能。

本文将从深度和广度两方面来探讨钢管混凝土结构施工规范的相关内容。

一、钢管混凝土结构的定义和特点1. 钢管混凝土结构的定义钢管混凝土结构是由钢管与混凝土组合而成的一种复合结构体系。

它利用了钢管的高强度和抗拉性能，以及混凝土的耐久性和抗压能力，综合了二者的优点，具有较高的承载力和抗震性能。

2. 钢管混凝土结构的特点（1）高强度：钢管混凝土结构采用钢管作为骨架，具有较高的强度和刚度。

（2）抗震性能好：钢管和混凝土具有不同的抗震性能，二者的组合可以提高整体的抗震性能。

（3）施工便利：与传统混凝土结构相比，钢管混凝土结构的施工速度更快、操作更简便。

二、钢管混凝土结构施工规范的内容与要求1. 钢管选择与布置（1）钢管选择：根据设计要求和承载力计算确定钢管的尺寸、材质和强度等指标。

（2）钢管布置：合理布置钢管的位置和数量，确保结构的均匀受力和整体稳定。

2. 钢筋的加工和焊接（1）钢筋加工：钢筋加工包括剪切、弯曲、连接等工艺，要求符合相关标准和规范。

（2）焊接工艺：焊接是钢管混凝土结构中必不可少的连接方式，要求焊接工艺合理、焊缝质量良好。

3. 混凝土的配合比和浇筑（1）配合比设计：根据结构要求和使用环境，确定合适的混凝土配合比，确保混凝土的强度和耐久性。

（2）浇筑工艺：混凝土浇筑要遵循规范要求，注意施工技术细节，确保混凝土的均匀性和致密性。

4. 稳定性与抗震设计（1）结构稳定性：考虑到钢管混凝土结构的特点，相应的施工规范中对结构的稳定性有专门的要求和设计方法。

（2）抗震设计：根据相应的地震设计要求，进行抗震设计和计算，确保钢管混凝土结构在地震作用下的安全性。

5. 混凝土养护和结构防水（1）混凝土养护：混凝土养护是确保混凝土强度和耐久性的重要环节，要求根据养护规范进行养护措施。

钢管混凝土框架-剪力墙结构的地震响应分析

钢管混凝土框架-剪力墙结构的地震响应分析
胡潇;钱永久;段敬民
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2009(035)004
【摘要】对钢管混凝土柱的高层框架-剪力墙结构进行地震响应计算,从理论上分析了结构的自振特性、罕遇地震作用下各自的地震反应,综合评定了钢管混凝土结构的抗震性能,为该结构的设计提供了参考数据.
【总页数】5页(P166-170)
【作者】胡潇;钱永久;段敬民
【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;成都理工大学环境与土木工程学院,四川,成都,610059;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.异形柱框架-剪力墙结构的地震响应分析 [J], 秦力;贾小刚;杨延波
2.框架-剪力墙结构地震响应分析的Laplace变换法 [J], 刘良坤;谭平;刘彦辉;闫维明;周福霖
3.方钢管混凝土组合异形柱框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究 [J], 于敬海; 张雪涛; 郑达辉; 李路川; 闫翔宇
4.框架-剪力墙结构的地震响应分析 [J], 李川
5.钢管混凝土异形柱框架结构地震响应分析 [J], 赵毅;王帅
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型钢混凝土剪力墙概述

参考文献 $ ^&!&\B/P=G&I=@d@=>M/CBCK,CS?C</G@c>JJ/-PO-E@B ,C-<GBO,G/C- >-E <@BM/,@JC>E/-P H &HCOB->JCK7C-<GBO,G/C->J:G@@J D@<@>B,=$''4(4( )412)1(& ) D&L&Y/-. L&;&;Jc/&7CS?C</G@,C-,B@G@2<G@@J?J>G@ c>JJ< >->JR</<>-E d@=>M/CB H &HCOB->JCK:GBO,GOB>J;-P/-@@B/-P $''4$)$) )0%2)1$& ( 孙建超徐培福等&钢板2混凝土组合剪力墙受剪性能试验研究 H &建筑结构)%%6(60 $20& 3 孙飞飞戴成华高辉李国强&四边连接组合钢板剪力墙简化模型 H &同济大学学报自然科学版 )%%'(1 1 64$2640& 4 吕西林干淳洁王威&内置钢板钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究 H &建筑结构学报)%%'(%4 6'2'0& 0 郭兰慧戎芹马欣伯张素梅&两边连接钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析 H &建筑结构学报 )%$)((0 4'206& 1 蒋冬启肖从真陈涛田春雨徐培福等&高强混凝土钢板组合剪力墙压弯性能试验研究 H &土木工程学报)%$) 34( $12)4& 6 张文江曹万林董宏英&带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究 H &北京工业大学学报)%$)(60 6)626(4& ' 聂建国胡红松李盛勇等&方钢管混凝土暗柱内嵌钢板2混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究 H &建筑结构学报 )%$((3$ 4)20%& $% 王威杨腾苏三庆高俊杰&带栓钉的内置钢板混凝土组合剪力墙抗剪性能研究 H &西安建筑科技大学学报自然科学版 )%$330$ )12((& $$ 刘航蓝宗建庞同和孟昭沛刘瑗琏温峰&劲性钢筋混凝土低剪力墙抗震性能试验研究 H &工业建筑$''1%4 ((2(136& $) 曹万林范燕飞张建伟王新杰王志惠宋义平&型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究 H &地震工程与工程振动 )%%1)1) 6$263& $( 冯鹏初明进叶列平侯建群&冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙受剪性能试验研究 H &建筑结构学报)%$%$$6(2'$&

浅析钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工

浅析钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工发表时间：2017-11-08T20:58:13.107Z 来源：《基层建设》2017年第23期作者：丁健[导读] 摘要：钢管混凝土结构由于其优越的力学性能，在高层建筑中应用较多，将钢管混凝土的抗震优势与钢板剪力墙的抗震优势合理结合，对提高高层建筑抗震性能十分重要。

本文对钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工工艺进行了系统的研究。

广东广晟南方建设公司广东广州 510000 摘要：钢管混凝土结构由于其优越的力学性能，在高层建筑中应用较多，将钢管混凝土的抗震优势与钢板剪力墙的抗震优势合理结合，对提高高层建筑抗震性能十分重要。

本文对钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工工艺进行了系统的研究。

关键词：钢管混凝土；混凝土柱；剪力墙；节点区域；施工工艺 0 引言随着建筑物逐渐向跨度更大、高度更高的结构形式转变，钢管混凝土得到了广泛的运用。

钢管混凝土剪力墙是一种新型钢-混凝土组合剪力墙结构体系，即以钢管混凝土柱作为暗柱或边框，与剪力墙共同作用组成的槽钢抗侧力结构体系。

在钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工技术中受力合理的节点、接缝设计是该结构体系设计的关键技术，也是决定该结构形式能否推广应用的重要因素。

1 工程概况某工程地下3层，地上45层，总建筑面积为180895m2，其中包括主塔楼、裙房及地下车库，建筑高度216m。

地下室为超市、美食广场、美术馆、地下停车、机电设备和后勤设施，地上为商业、办公、功能空间、避难所等。

2 钢管混凝土柱与剪力墙组合槽钢抗剪节点施工概况该工程地下室B5～B2核心筒剪力墙区域内共计20根矩形钢管柱，每根矩形钢管柱与剪力墙连接部位均采用槽钢抗剪节点，共计216个槽钢抗剪节点。

节点包括槽钢抗剪键加工制作、槽钢抗剪键内剪力墙竖向钢筋穿插与连接、剪力墙竖向及水平钢筋绑扎、剪力墙模板支设、剪力墙混凝土浇筑工序，通过槽钢抗剪键与插入其内的剪力墙竖向分布筋和在端部连续弯折的水平筋以及混凝土组成节点域，槽钢抗剪键对混凝土提供强有力的约束，相当于增加了剪力墙约束边缘构件的面积，改善了该区域混凝土的塑性，进一步提高了钢管混凝土边框组合剪力，形成稳固的钢管混凝土柱与剪力墙组合结构体系。