2010-钢板剪力墙结构竖向防屈曲简化设计方法_2010.4
防屈曲耗能钢板剪力墙
防屈曲耗能钢板剪力墙在现代建筑结构设计中，安全性和稳定性始终是首要考虑的因素。
为了应对地震、强风等自然灾害以及各种复杂的荷载作用，工程师们不断探索和创新，研发出了一系列高性能的结构构件，其中防屈曲耗能钢板剪力墙就是一项重要的创新成果。
那么，什么是防屈曲耗能钢板剪力墙呢？简单来说，它是一种能够有效抵抗水平荷载，同时通过自身的变形来消耗能量的结构构件。
传统的钢板剪力墙在受到较大水平力作用时，钢板容易发生局部屈曲，从而影响其承载能力和耗能性能。
而防屈曲耗能钢板剪力墙通过在钢板两侧设置约束构件，有效地限制了钢板的屈曲，从而大大提高了其承载能力和耗能能力。
防屈曲耗能钢板剪力墙的工作原理可以这样理解。
当水平荷载作用于建筑物时，剪力墙会承受并传递这些荷载。
在这个过程中，钢板会发生变形，而这种变形能够将输入的能量转化为热能等形式进行消耗。
由于有了防屈曲的约束，钢板能够在更大的变形范围内工作，从而消耗更多的能量，减轻主体结构的损伤。
这种结构构件具有许多显著的优点。
首先，它能够提供较大的抗侧刚度，增强建筑物在水平方向上的稳定性。
这对于高层建筑和对抗震要求较高的建筑来说至关重要。
其次，其良好的耗能能力可以有效地减轻地震等灾害对建筑物的破坏，保护人员和财产的安全。
再者，防屈曲耗能钢板剪力墙的施工相对较为简便，可以在一定程度上缩短工期，降低工程成本。
在实际应用中，防屈曲耗能钢板剪力墙需要根据具体的建筑结构和设计要求进行合理的布置。
一般来说，它可以布置在建筑物的核心筒、框架结构的周边等位置，以形成有效的抗侧力体系。
同时，在设计过程中，还需要考虑钢板的厚度、约束构件的形式和参数等因素，以确保剪力墙能够发挥最佳的性能。
为了更好地了解防屈曲耗能钢板剪力墙的性能，科研人员进行了大量的试验研究。
通过模拟地震作用等加载条件，对不同参数的剪力墙进行测试，获取其承载能力、变形能力、耗能能力等关键数据。
这些试验研究为工程设计提供了重要的依据，使得防屈曲耗能钢板剪力墙在实际工程中的应用更加科学、合理。
钢板剪力墙抗震性能的试验研究
钢板剪力墙抗震性能的试验研究钢板剪力墙是一种由钢板和框架组成的结构体系，其通过钢板的面内受剪来抵抗水平地震作用。
为了深入了解其抗震性能，我们进行了一系列精心设计的试验。
试验中，首先需要确定合适的试件尺寸和构造。
试件的尺寸应能够反映实际结构中的受力情况，同时也要考虑试验设备的加载能力。
在构造方面，包括钢板的厚度、框架的梁柱尺寸和连接方式等，都需要根据实际工程中常见的形式进行设计。
加载方案是试验的关键环节之一。
通常采用拟静力加载，模拟地震作用下结构的往复水平位移。
加载过程中，逐渐增加荷载的大小和位移的幅度，观察试件的变形、破坏模式以及滞回性能。
在试验过程中，我们发现钢板剪力墙表现出了独特的抗震性能特点。
首先，其初始刚度较大，能够在地震初期有效地限制结构的水平位移。
随着荷载的增加，钢板逐渐进入屈服阶段，通过塑性变形耗散能量，表现出良好的耗能能力。
观察试件的变形情况可以发现，钢板在水平荷载作用下会发生局部屈曲，但这种屈曲并不一定导致结构的立即破坏。
相反，屈曲后的钢板仍能够继续承担荷载，并与框架协同工作，进一步提高结构的抗震能力。
通过对试验数据的分析，我们得到了钢板剪力墙的滞回曲线。
滞回曲线是评估结构抗震性能的重要指标，它反映了结构在反复加载过程中的荷载位移关系。
从滞回曲线可以看出，钢板剪力墙具有饱满的滞回环，这意味着其具有良好的耗能能力和抗震韧性。
然而，试验中也发现了一些问题。
例如，在某些情况下，钢板与框架的连接部位可能会出现过早的破坏，从而影响整个结构的抗震性能。
此外，钢板的厚度和框架的刚度匹配不当也可能导致结构的性能不理想。
为了进一步提高钢板剪力墙的抗震性能，我们可以从以下几个方面进行改进。
优化钢板与框架的连接方式，采用更可靠的节点构造，增强连接部位的承载能力和变形能力。
合理选择钢板的厚度和框架的刚度，使二者能够协同工作，充分发挥各自的优势。
此外，还可以考虑在钢板上设置加劲肋或者采用组合钢板剪力墙等形式，进一步提高结构的刚度和耗能能力。
钢板剪力墙滞回性能分析与简化模型
ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｗｉ ｒ ｖ ｏ ｓ ｅ ｐ ｒ ｅ ｔｒ ｓ ｌ ｏ ｖ ｌ ａ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｆ ｔ ｅ ｃ ｍ ｂ ｎ ｄ ｓｒ ｏ ｅ ．Ａｎ ａ ｉｆ ｃ ｏ ｏ ａ ｅ ｔ ｐ ｅ ｉ ｕ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔ ｔ ａ ｉ ｔ ｈ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｈ ｏ ｈ ｍ ｓ ｄ ｉ ｅ － ｔｉ ｍ ｄ １ ｐ ｄ ｓ ｔｓ ａ ｔ ｒ ｙ
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李 然 ，郭 兰 慧 ，张 素梅
（ 尔 滨 ＿ 大 学 土 木 工 程 学 院 ，哈 尔 滨 １ ０ ９ ） 哈 丁业 ０ ０ ５
摘
要 ：采用壳单元分析 了高厚比在 １ ０ ３ ０之 间的铜板剪 力墙在 滞回荷载作 用下的力学性能 ，在此基础 上 ， 出 ０～ ０ 提
钢板剪力墙结构设计_浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析
钢板剪力墙结构设计_浅谈结构设计中剪力墙的设计与分析摘要：高层的增多让剪力墙的应用更加繁复，所以我们作为结构设计者更要清晰准确的掌控好剪力墙的使用，达到设计的建筑的使用性，安全性都能最优化，来保护人民的生命财产安全，在灾难面前不受损失。
关键词：剪力墙；设计；基本概念剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。
一、剪力墙的尺寸 1.剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小，几何特征像板，受力形态接近于柱，而与柱的区别主要是其长度与厚度的比值，当比值小于或等于4时可按柱设计，当墙肢长与肢宽之比略大于4或略小于4时可视为为异形柱，按双向受压构件设计。
2.剪力墙结构中，墙是一平面构件，它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力；在轴力，弯矩，剪力的复合状态下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬臂深梁。
在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。
3.实际工程中剪力墙分为整体墙和联肢墙：整体墙如一般房屋端的山墙、鱼骨式结构片墙及小开洞墙。
整体墙受力如同竖向悬臂，当剪力墙墙肢较长时，在力作用下法向应力呈线性分布，破坏形态似偏心受压柱，配筋应尽量将竖向钢筋布置在墙肢两端；为防止剪切破坏，提高延性应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋率；为避免斜压破坏墙肢不能过小也不宜过长，以防止截面应力相差过大。
联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙，但因一般连梁的刚度比墙肢刚度小得多，墙肢单独作用显著，连梁中部出现反弯点要注意墙肢轴压比限值。
壁式框架：当剪力墙开洞过大时形成宽梁、宽柱组成的短墙肢，构件形成两端带有刚域的变截面杆件，在内力作用下许多墙肢将出现反弯点，墙已类似框架的受力特点，因此计算和构造应按近似框架结构考虑。
防屈曲耗能钢板剪力墙2024
引言：防屈曲耗能钢板剪力墙是一种新型的抗震结构体系，它通过在混凝土结构中加入钢板来提高结构的抗震性能。
钢板作为一种优质的材料，在耗能和强度方面具有很高的性能，并且可以有效地减少结构的塑性变形。
本文将详细介绍防屈曲耗能钢板剪力墙的原理和应用，并分析其在抗震设计中的优势和局限性。
概述：防屈曲耗能钢板剪力墙结构具有灵活性、可靠性和经济性的特点。
它是通过将钢板嵌入混凝土墙体中来实现抗震能力的增强，这种结构体系可以在地震发生时吸收和耗散能量，从而减小结构的震动。
本文将首先介绍防屈曲耗能钢板剪力墙的原理，然后详细论述其在抗震设计中的应用和优势，接着探讨其存在的一些限制和问题，最后对其发展前景进行总结和展望。
正文内容：一、防屈曲耗能钢板剪力墙的原理1.1 混凝土和钢板的力学性能分析1.1.1 混凝土结构的强度和刚度特点1.1.2 钢板在耗能和强度方面的优势1.2 钢板在混凝土结构中的作用机理1.2.1 钢板的刚度对结构性能的影响1.2.2 钢板的耗能机制及其对结构抗震性能的提高二、防屈曲耗能钢板剪力墙的应用2.1 钢板剪力墙的构造形式与布置方式2.1.1 钢板剪力墙的截面形式及尺寸设计2.1.2 钢板剪力墙的布置与连接方式2.2 防屈曲耗能钢板剪力墙的设计方法2.2.1 剪力墙的承载力计算2.2.2 钢板在耗能设计中的应用要点2.3 防屈曲耗能钢板剪力墙的施工技术2.3.1 钢板的加工和安装要求2.3.2 钢板剪力墙的施工质量控制三、防屈曲耗能钢板剪力墙的优势3.1 抗震性能的改善3.1.1 钢板的耗能特性3.1.2 钢板剪力墙与传统剪力墙的比较3.2 结构的刚度和韧性提高3.2.1 钢板对结构刚度的影响3.2.2 防屈曲设计对韧性的改善四、防屈曲耗能钢板剪力墙的局限性和问题4.1 钢板剪力墙的构造限制4.1.1 钢板剪力墙的最大跨度限制4.1.2 钢板剪力墙的施工难度4.2 防屈曲耗能设计的局限性4.2.1 钢板耗能与结构成本的折衷4.2.2 钢板在抗震设计中的不确定性五、防屈曲耗能钢板剪力墙的发展前景5.1 技术研究和优化设计的方向5.1.1 钢板剪力墙的新材料和构造方法5.1.2 防屈曲耗能设计的新思路和方法5.2 市场需求和推广应用的前景展望5.2.1 防屈曲耗能钢板剪力墙的市场潜力5.2.2 钢板剪力墙在实际工程中的应用前景总结：防屈曲耗能钢板剪力墙是一种具有很高抗震能力的新型结构体系。
钢板剪力墙的抗震设计与应用研究
钢板剪力墙的抗震设计与应用研究摘要：根据当下钢板剪力墙在实际中的应用现状，针对钢板剪力墙的设计与应用进行分析与探讨，最后进行简单的总结与思考。
关键词：钢板剪力墙；抗震；设计；现状；措施随着经济的发展与城市规模的扩大，为更好的满足居民的居住需求，大规模的建筑得以兴建。
针对剪力墙的设计，关系到建筑的主体结构的稳定与建筑功能的实现，同时对于建筑抗震能力有着很大的关系。
随着建筑技术以及施工管理水平的提升，科学的、规范的剪力墙抗震设计为建筑的结构安全有了更好的保障。
但是，在实际应用中，出现了不少问题，需要对钢板剪力墙的抗震设计进行探讨与研究，以提高钢板剪力墙的抗震设计与应用水平。
一、关于剪力墙的基本概述剪力墙一般又可以称之为抗风墙以及抗震墙，或者被称之为结构墙。
其是指在建筑物中，对风荷载以及地质作用力起主要承受能力的墙体。
当下，随着混凝土技术水平的提高，建筑领域内剪力墙的主体结构采用混凝土材料制造。
主要可以分为平面剪力墙以及平面剪力墙[1]。
（一）平面剪力墙的抗震基本介绍平面剪力墙的主要应用范围包括升板结构、无梁楼盖体系以及钢筋混凝土框架结构。
在进行平面剪力墙的施工时，为了能够增加建筑结构的整体强度、墙体的刚度以及对倒塌的抵抗能力，通常要在剪力墙的某些部位进行浇筑或者是预制装配钢筋混凝土，以提高建筑整体质量。
也可以在施工中将剪力墙与周边梁以及柱同时进行浇筑作业，以达到建筑的优质整体效果。
（二）筒体剪力墙的抗震基本介绍筒体剪力墙一般适用于高层建筑，在超高层建筑中使用较为广泛，也会在建筑的高耸结构以及悬吊结构中进行使用。
为了达到筒体剪力墙更好的抗震效果，剪力墙的使用材料也是钢筋混凝土。
与平面剪力墙相比，筒体剪力墙能够承受更大的水平荷载力。
因此，在地震区域进行建筑的建设中，通常都会采用筒体剪力墙（附表：钢筋混凝土混合结构房屋适用的最大高度）。
表：钢筋混凝土混合结构房屋适用的最大高度二、钢板剪力墙的抗震设计模型分析钢板剪力墙作为新型的抗测力体系，其良好的性能在多种建筑类型中得到广泛应用。
竖缝钢板剪力墙抗震性能研究综述
建筑技术・Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ150 大陆桥视野·２０１６年第１４期前言地震是人类始终要面临的最为严重的自然灾害之一，抗震减灾研究已成为关系到国家财产和人民安全的大事。
我国是一个地震多发国家，地震发生区域广阔而分散，地震强度大，震源深度浅，而且发生频繁，地震对国家和人民都带来了严重的影响［１］。
因此，工程结构的抗震问题在国民经济的建设中便显得尤为重要。
钢结构由于自重轻、结构性能好、施工速度快等原因已成为高层以及超高层建筑的主要结构体系，但高层及超高层建筑受水平地震荷载和风荷载的作用比较严重，为了既满足建筑物在风载及常遇地震下人们舒适性和安全感的要求，又保证地震时建筑物具有柔性的特点。
因此期望研究出一种在正常使用时刚度大，当遇到强烈地震作用时可吸收地震能量，而且在刚度又较低的新型抗震结构。
由于钢结构自身的抗侧刚度，因此研究各种抗侧力构件已经成为钢结构研究中的一个重要课题。
一、国内研究现状及分析国内学者对剪力墙的研究，相对起步比较晚。
同济大学、清华大学、天津大学、北京工业大学、东南大学、西安建筑科技大学等单位做了很多研究工作。
由于传统现浇钢筋混凝土剪力墙结构自重大、刚度大、地震作用大、延性差并且以受剪破坏为主，在发生强震时容易产生脆性破坏等诸多缺点，为此，不少学者又开始研究改善剪力墙抗震性能的措施。
我国对带竖缝钢板剪力墙的研究目前还处于初级阶段，国内对钢板剪力墙的系统研究也比较少。
同济大学李国强［２］等进行过钢板外包混凝土剪力墙板的低周反复荷载模型试验得出，钢板剪力墙经混凝土外包以后具有很大的刚度和承载力，并且有很好的延性，但由于混凝土的施工周期长，严重影响了钢结构的施工工期。
清华大学郭彦林，陈国栋等［３－５］对薄钢板剪力墙和设置十字型加劲肋的钢板剪力墙进行过抗剪承载力研究，提出了薄钢板剪力墙和设置十字加劲肋钢板剪力墙抗剪承载力的简化设计公式。
河北省地震工程研究中心［６］对在混凝土框架中使用的薄钢板剪力墙进行了试验，试验表明薄钢板剪力墙可用于地震地区既有建筑的加固或者作为新建筑的抗侧力体系，建议钢板的高厚比宜大于 ８００。
浅析钢板剪力墙抗震行为与设计
浅析钢板剪力墙抗震行为与设计【摘要】钢板剪力墙作为一种新型建筑形式，是建筑领域现代化发展的产物，以其自身较强的适用性、抗震性等优势，受到了全社会的广泛关注。
如何实现钢板剪力墙抗震设计成为施工领域研究的热点课题。
本文将初步了解钢板剪力墙概念，对钢板剪力墙在实践中的抗震行为进行分析和研究，最后结合我国建筑工程特点深入探讨钢板剪力墙的设计相关建议及措施。
【关键词】钢板剪力墙；抗震行为；抗震设计前言：社会发展到新时期，人们对自身居住环境要求不断提高，特别是在地震等自然灾害频发趋势下，我们能够看到现有建筑结构中存在的安全隐患，对人身安全及财产都构成了极大的威胁。
基于对建筑物结构安全的保障，我们需要对建筑物结构进行抗震设计。
目前常见的形式有钢板剪力墙结构，在实践中，不仅能够增强建筑结构整体抗侧刚度，且能够为人们创建更多内部空间，符合建筑现代化发展要求。
因此加强对钢板剪力墙抗震行为及设计的研究具有积极意义。
1.钢板剪力墙概述所谓钢板剪力墙结构，主要是指一种在结构构架中含有薄钢板的抗侧力系统。
由于薄钢板具有易挫屈特点，在实践应用中会产生一定的拉力场，以此来分散外力输入的能量。
借助钢板剪力墙能够在很大程度上改善钢板剪力墙缺点，为实务工程的应用奠定坚实的基础[1]。
现阶段，面对地震自然灾害，为了能够尽快恢复到最佳状态，我们应重视对钢板剪力墙抗震行为的研究，充分了解其在建筑工程中的积极作用，然后采取合理方式和方法进行优化设计，促使钢板剪力墙的防震能力能够达到最佳效果。
2.模型的构建在工程实践中，钢板剪力墙受到侧力的影响，会在建筑内部形成一定的拉力场。
因此笔者引进条带模型与等效层斜撑模型模拟和方针钢板剪力墙的行为。
具体来说：一方面，条带模型。
在模型中，将钢板挫屈后产生的拉力场作为多根等间距的基本元素，且每个独立的元素都能够承受拉力，不需要考虑压力问题。
每片钢板墙枝梢都应拥有10根元素；另一方面，等效层斜撑模型中，各个层级的钢板剪力墙，都将对一根受拉的对角线斜撑进行仿真处理[2]。
防屈曲钢板剪力墙加工技术流程
防屈曲钢板剪力墙加工技术流程The process of machining shear walls made of anti-buckling steel plates requires a combination of precision, skill, and specialized equipment. 加工防屈曲钢板剪力墙需要精确、技术和专业设备的完美结合。
First and foremost, the steel plates used in shear walls must be of high quality to ensure the structural integrity of the building. These plates are specially designed to resist buckling under the lateral forces that shear walls are designed to withstand. 首先，剪力墙使用的钢板必须具有高质量，以确保建筑结构的完整性。
这些钢板经过特殊设计，能够抵抗剪力墙所设计用来承受的横向力。
The machining process itself involves a series of steps, starting with the cutting of the steel plates to the required dimensions. This is a critical step as any inaccuracies at this stage can compromise the overall performance of the shear wall. 加工流程本身涉及一系列步骤，从将钢板切割到所需尺寸开始。
这是一个关键步骤，因为在这个阶段的任何不准确都可能影响到剪力墙的整体性能。
防屈曲耗能钢板剪力墙
防屈曲耗能钢板剪力墙防屈曲耗能钢板剪力墙1. 概述防屈曲耗能钢板剪力墙，简称耗能钢板墙，是一种在地震作用下能够发挥良好耗能性能的结构体系。
它采用钢板作为剪切加固元件，通过与混凝土墙体组合形成的叠合墙体结构，能够有效地吸收地震能量，减小地震对建筑物的破坏。
2. 结构构成耗能钢板墙主要由以下几个部分组成：2.1 钢板：采用高强度钢板，具有良好的塑性变形能力和屈曲性能。
2.2 加固材料：在混凝土墙体中加入钢板，提高墙体整体的强度和刚度。
常用的加固材料包括纤维增强复合材料和碳纤维板等。
2.3 墙体：采用高强度混凝土浇筑而成的墙体，能够承受剪力和扭转力的作用。
2.4 连接件：连接钢板与混凝土墙体的构造，确保钢板与墙体的协同工作。
3. 原理与特点耗能钢板墙利用钢板的屈曲变形能力和混凝土墙体的刚度，使墙体在地震作用下产生塑性变形，从而吸收地震能量。
具有以下特点：3.1 良好的耗能性能：钢板的屈曲变形能够吸收大量的地震能量，有效减小地震对建筑物的破坏，保护结构安全。
3.2 高刚度和强度：通过加固材料和钢板的使用，墙体的整体刚度和强度明显提高。
3.3 空间利用率高：耗能钢板墙的结构设计紧凑，能够最大限度地减小墙体厚度，提高空间的利用效率。
3.4 施工简便：耗能钢板墙的施工工艺相对简单，不需要大量的模板和支撑设备，减少了施工周期和成本。
4. 设计与施工要点4.1 结构设计：根据具体工程要求和地震设计参数，确定耗能钢板墙的布置、钢板规格和数量等。
4.2 材料选用：选择符合要求的高强度钢板和加固材料，保证耗能钢板墙的性能和可靠性。
4.3 连接设计：合理设计钢板与混凝土墙体的连接件，确保连接的可靠性和耐久性。
4.4 施工控制：严格按照设计要求进行施工，确保每个环节的质量控制和施工工艺的合理性。
5. 应用范围耗能钢板墙适用于多种建筑类型和工程项目，尤其适用于高层建筑和地震多发地区的建筑物。
它能够提供良好的结构抗震性能，为人们的生命财产安全提供有效保障。
防屈曲钢板剪力墙平面外工作机理与设计方法
防屈曲钢板剪力墙平面外工作机理与设计方法汇报人：日期:CATALOGUE目录•引言•防屈曲钢板剪力墙概述•防屈曲钢板剪力墙平面外工作机理•防屈曲钢板剪力墙设计方法研究•防屈曲钢板剪力墙设计实例及分析•结论与展望01引言建筑结构的抗震安全是工程领域关注的重点之一，而防屈曲钢板剪力墙作为一种新型的抗震结构构件，具有优良的抗震性能和广泛的应用前景。
在地震作用下，结构的破坏往往是由于构件的屈曲导致的，因此研究防屈曲钢板剪力墙的抗屈曲性能对于提高结构的安全性和稳定性具有重要意义。
研究背景与意义目前，国内外对于防屈曲钢板剪力墙的研究主要集中在对其抗震性能的试验研究和数值模拟方面，而对于其平面外工作机理和设计方法的研究尚不充分。
防屈曲钢板剪力墙在实际工程中不仅需要承受地震作用下的水平荷载，还需要考虑其他因素如竖向荷载、温度效应等的影响，因此需要对其平面外工作机理进行深入研究。
研究现状与不足研究内容与方法研究内容本文旨在探讨防屈曲钢板剪力墙的平面外工作机理，分析其受力性能和影响因素，并在此基础上提出相应的设计方法。
研究方法本文采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，对防屈曲钢板剪力墙的平面外工作机理进行深入探讨。
首先，建立理论模型，分析其受力性能；其次，利用数值模拟方法对理论模型进行验证和优化；最后，通过试验研究对理论分析和数值模拟结果进行验证和补充。
02防屈曲钢板剪力墙概述概念防屈曲钢板剪力墙是一种由钢板和支撑结构组成的抗侧力构件，具有较好的抗震性能和抗侧刚度。
特点防屈曲钢板剪力墙具有高强度、轻质、耐久性强、构造简单等优点，适用于高层建筑、桥梁、隧道等结构中。
防屈曲钢板剪力墙的概念与特点防屈曲钢板剪力墙的发展历程与应用领域发展历程防屈曲钢板剪力墙的研究始于20世纪90年代，经过几十年的发展，已经在国内外得到了广泛应用。
应用领域防屈曲钢板剪力墙被广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道、厂房等结构的抗侧力系统中，以提高结构的抗震性能和抗侧刚度。
防屈曲耗能钢板剪力墙
灵活的布置方式，卓越的抗震性能同济大学多高层钢结构及钢结构抗火研究室防屈曲抗震耗能钢板墙Buckling Restrained Steel Plate Shear Wall钢板屈曲约束装置什么是防屈曲钢板抗震耗能墙？☐一种新型抗侧力耗能构件，以普通钢板或低屈服点钢作为核心抗侧力构件，钢板两侧通过特殊装置约束平面外屈曲。
☐小震下，耗能墙弹性工作，具有很大的结构抗侧刚度；大震或中震下，耗能墙通过良好的屈服塑性变形，具有优越的耗能减震能力！☐耗能墙既可用于钢结构，也可用于混凝土结构；既可用于新建项目，也可用于既有改造项目；框架柱框架梁屈曲约束板无粘结材料开圆孔钢板连接键普通钢板剪力墙普通钢板剪力墙的屈曲-15-55152535-25-15-551525Displacement (mm)Load(kN)两边连接普通钢板剪力墙XY ZMNMX XYZ 滞回曲线-30-20-10102030位移(mm)IC140圆孔钢板2α为耗能墙考虑钢板开圆孔的折减系数45：绑扎楼板钢筋和浇筑楼板连接板1墙板开圆孔以使楼板钢筋通过连接板2焊缝新增两道焊缝墙板：绑扎楼板钢筋和浇筑楼板：上部结构完工或部分完工后，将耗能墙钢板与连接板用高强螺栓拧紧墙板开圆孔以使楼板钢筋通过焊缝连接板焊缝螺栓初拧：绑扎楼板钢筋和浇筑楼板连接板1墙板上用于贯通楼板钢筋的圆孔连接板2焊缝新增两道焊缝墙板底梁Kobe Office Building/35层/1988/日本神户该楼于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，仅在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mm和35 mm。
而紧邻其前的，最大速度140 cm/s，由此产生的基底剪力是支撑体系，United States Federal Courthouse/美国/24层The Century, SanFrancisco/美国/46层Shinjuku NomuraBuilding/日本/51层Saitama-Shintoshin National Government Building/日本/26层施工中的钢板剪力墙结构/加拿大魁北克/6层钢板剪力墙的工程应用。
一种防屈曲钢板剪力墙抗侧承载力分析模型和计算方法[发明专利]
![一种防屈曲钢板剪力墙抗侧承载力分析模型和计算方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/473ce02fa200a6c30c22590102020740be1ecdd9.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610703643.1(22)申请日 2016.08.21(71)申请人 浙江东南网架股份有限公司地址 311209 浙江省杭州市衙前镇工业园区(72)发明人 李相勇 周观根 吴兆旗 侯建 王永梅 万敬新 潘俊 戚丽君 凌海刚 (74)专利代理机构 杭州融方专利代理事务所(普通合伙) 33266代理人 沈相权(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)E04B 2/56(2006.01)(54)发明名称一种防屈曲钢板剪力墙抗侧承载力分析模型和计算方法(57)摘要本发明涉及一种分析模型，尤其涉及一种防屈曲钢板剪力墙抗侧承载力分析模型和计算方法，属于钢结构领域。
按以下步骤进行：提出防屈曲钢板剪力墙剪切应力场的受力假定→根据试验及数值模拟分析，提出防屈曲钢板墙剪切应力场的受力假定→根据防屈曲钢板剪力墙承载力分析模型，进行模型内力分析。
便于对防屈曲钢板剪力墙不同连接形式做出界定；给出了用于防屈曲钢板剪力墙工程设计的不同墙柱连接形式防屈曲钢板剪力墙通用分析模型和抗剪承载力理论计算公式，为规程计算提供了可靠和有效的计算方法。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 106446334 A 2017.02.22C N 106446334A1.一种防屈曲钢板剪力墙抗侧承载力分析模型和计算方法，其特征在于按以下步骤进行：(一)、提出防屈曲钢板剪力墙剪切应力场的受力假定：1、钢板低幅屈曲区域与理想平面区域形成的剪切应力场相同；2、钢板形成有效的剪切应力场，需要竖向边缘构件传递剪切荷载，保证边缘稳定；3、当边缘柱轴向屈服先于钢板完全剪切屈服时，两侧边缘钢板区域将和边缘柱共同充当竖向边缘构件，保证内部区域钢板形成剪切场；4、未形成完全剪切应力场的防屈曲墙板，其抗剪承载力由有效剪切场和边缘支撑带两部分区域提供；(二)、根据试验及数值模拟分析，提出防屈曲钢板墙剪切应力场的受力假定：建立考虑不同连接形式的防屈曲钢板剪力墙承载力分析模型，并推导出保证钢板形成完全剪切应力场的竖向边缘构件截面面积设计要求，其计算公式表达如下：(三)、根据防屈曲钢板剪力墙承载力分析模型，进行模型内力分析：推导出不同连接形式的防屈曲钢板剪力墙承载力计算公式，计算公式表达如下：V≤f v t w L e +f y t w (L-L e )sin α其中，边缘框架柱截面面积满足A c ≥A cr 时：α＝0°和L e ＝L边缘框架柱截面面积满足A c <A cr 时：L e ＝L-2H ·tan αf y —钢材抗拉强度设计值；f v —钢材抗剪强度设计值；f y ,c —边缘柱抗拉强度设计值；t w —钢板剪力墙的厚度；H—钢板剪力墙的高度；L—钢板剪力墙的跨度；β—钢板剪力墙的跨高比，β＝L/H；m—端柱刚度影响系数；A cr —边缘框架柱截面面积限值；L e —剪切场有效计算跨度；α—边缘支撑带应力场与框架柱的夹角。
论剪力墙结构设计优化方法及措施
论剪力墙结构设计优化方法及措施1、合理的结构布置结构的布置对建筑物的抗震性能有巨大的影响，合理的结构布置是结构安全、经济的前提。
主要从平面和竖向布置两个方面进行考虑。
（一）平面布置原则。
高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀，不应采用严重不规则的平面形状，这样可以减少扭转的影响。
宜选用风压较小的形式，还必须考虑有利于抵抗水平作用和竖向荷载，受力明确、传力直接。
（二）竖向布置原则。
竖向布置应使体型规则、均匀，避免有较大的外挑和内收，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
剪力墙结构为了底部大空间的需要，底层或底层若干层剪力墙不落地，可能产生刚度突变，这时应尽量增加其他落地剪力墙，柱或筒体的截面尺寸，并适当提高相应楼层混凝土的等级，使刚度的变化减少。
2、剪力墙结构设计分析2.1 剪力墙结构刚度大，整体性好，用钢量较省。
在高层住宅中，开间均较小，分隔墙较多，采用现浇剪力墙。
可将承重墙减少，比较经济。
另外，剪力墙外观整齐，没有露梁、露柱现象，便于室内布置因此，在高层住宅中常采用现浇剪力墙结构。
2.2 剪力墙结构设计中应注意的问题，剪力墙结构的抗侧刚度大，结构周期小，地震响应大；剪力墙结构墙体越多，建筑物的重量越大，地震反应也大，会造成浪费；另外，剪力墙结构墙体多为构造配筋，如果配筋率太低，则结构延性差。
2.3 结构位移的控制最大层间位移角（应≤1/1000）、最大水平位移与层平均位移的比值（不宜大于 1.2，不应大于 1.5）及最大层间位移与平均层间位移的比值（不宜大于1.2，不应大于1.5）。
结构在风荷载和地震作用下的位移均能很好地满足规范限值。
2.4 剪重比控制剪重比是反映结构承受地震作用大小的指标之一，地震力计算不能偏大，但也不能太小。
3、剪力墻结构构件含钢量控制随着我国建筑科学的迅速发展，建筑高度越来越高，剪力墙结构在高层建筑中的应用也越来越广泛。
要实现高层建筑结构设计的经济性，就必须对其剪力墙结构中的含钢量进行适当的控制。
防屈曲钢板墙安装施工工法
防屈曲钢板墙安装施工工法防屈曲钢板墙安装施工工法一、前言防屈曲钢板墙是一种常用的建筑结构墙体，其安装施工工法对保证施工质量和效率至关重要。
本文将介绍防屈曲钢板墙安装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一个工程实例，旨在为读者提供一份实用的参考指南。
二、工法特点防屈曲钢板墙安装施工工法具有以下几个特点：施工速度快、施工工艺简单、墙面光滑均匀、施工质量易控制、可适用于多种建筑结构等。
三、适应范围防屈曲钢板墙适用于各类工厂、仓库、商业建筑等场所的墙体结构，尤其适用于要求墙面整洁、平整的场所。
四、工艺原理防屈曲钢板墙安装施工工法基于钢板材料的特性和建筑结构设计的要求，通过固定和连接钢板与建筑结构，形成稳定的墙体结构。
施工工法与实际工程之间的联系主要体现在各个施工阶段的具体操作过程和采取的技术措施。
五、施工工艺1. 工地准备：清理施工区域、准备施工材料和机具设备等。
2. 定位和标线：根据设计要求进行墙体位置和尺寸的定位，进行墙体的标线。
3. 钢板切割和加工：根据标线要求对钢板进行切割和加工，确保尺寸准确。
4. 钢板安装：按照标线要求先安装支撑架，然后将钢板固定在支撑架上，通常采用螺栓连接。
5. 钢板连接：通过连接件将每块钢板连接在一起，确保墙体整体结构的稳定性。
6. 支撑拆除：钢板安装完毕后，进行支撑架的拆除和清理施工现场。
六、劳动组织在防屈曲钢板墙安装施工中，根据工期和施工量确定所需劳动力和工作时间安排。
需要有熟练的钢板工、拆支撑工等，以确保施工质量和进度。
七、机具设备防屈曲钢板墙安装施工所需的机具设备包括切割机、钢板起吊机、螺栓拧紧工具、连接件安装工具等。
这些机具设备具有高效、安全、方便等特点，并根据施工工艺的需要进行选择和调整。
八、质量控制为确保施工过程中的质量达到设计要求，防屈曲钢板墙安装施工需要进行严格的质量控制。
包括对钢板的尺寸和质量的把控、连接件的安装质量的检验和调试、墙面光滑度的检测等。
竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压剪作用下的屈曲性能
竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压剪作用下的屈曲性能王先铁;林麟珲;宋文俊;罗遥;张力;刘海锋【摘要】The buckling behavior analysis of steel plate shear wall (SPSW) stiffened by vertical closed channel stiffeners under the combination of non-uniform vertical compression stress and shear stress was carried out by using finite element software .The curves relating the critical buckling shear stress of SPSW stiffened by vertical closed channels to the stiffening coefficient of stiffeners and threshold stiffness were obtained .The formulas were proposed to calculate the threshold stiffness of the stiffeners under the combination of shear stress and non-uniform vertical compression stress .The results show that threshold stiffness decreases with the increase of the width-to-height of portion ,non-uniform compressive stress coefficient ,the number of stiffeners and the ratio of the torsional stiffness to the flexural stiffness of the stiffeners .The threshold stiffness of stiffeners decreases significantly with the increase of the ratio of the torsional stiffness to the flexural stiffness of stiffeners .The formula calculation results of threshold stiffness agree well with the finite element analysis results .%对竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压应力和剪应力共同作用下的屈曲性能进行了有限元分析,得到了竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙的临界屈曲剪应力随加劲肋加劲系数的变化曲线及阈值刚度,提出了剪应力和竖向压应力共同作用下加劲肋阈值刚度的计算公式.结果表明:加劲肋阈值刚度随着小区格宽高比、竖向压应力非均匀系数、加劲肋数目和加劲肋抗扭刚度与抗弯刚度比增大而减小;提高加劲肋抗扭刚度与抗弯刚度比能显著降低加劲肋阈值刚度;加劲肋阈值刚度公式计算结果与有限元分析结果吻合较好.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】8页(P51-58)【关键词】钢板剪力墙;竖向加劲;非均匀压剪;屈曲性能;阈值刚度【作者】王先铁;林麟珲;宋文俊;罗遥;张力;刘海锋【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院 ,陕西西安 710055;西安建筑科技大学土木工程学院 ,陕西西安 710055;西安建筑科技大学土木工程学院 ,陕西西安 710055;西安建筑科技大学土木工程学院 ,陕西西安 710055;西安建筑科技大学土木工程学院 ,陕西西安 710055;中国电力科学研究院 ,北京 100055【正文语种】中文【中图分类】TU398.2钢板剪力墙(以下简称钢板墙)结构是一种新型抗侧力结构体系[1-3]。
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第40卷第4期建 筑 结 构2010年4月钢板剪力墙结构竖向防屈曲简化设计方法3聂建国, 黄 远, 樊健生(清华大学土木工程系,结构工程与振动教育部重点实验室,北京100084)[摘要] 采用能量原理推导了设置竖向加劲肋钢板墙的弹性屈曲应力的简化计算公式,并根据理论公式进行了参数分析,研究了钢板高宽比、加劲肋数量、加劲肋与钢板刚度比以及加劲肋与钢板面积比等参数对钢板墙竖向屈曲荷载的影响。
简化公式计算结果与有限元计算结果吻合良好。
研究表明,在钢板墙高宽比确定的情况下,加劲肋与钢板的刚度比是影响加劲板竖向屈曲荷载的主要因素,加劲肋与钢板的面积比对加劲板屈曲荷载的影响较小,加劲肋端部与周边框架不连接的钢板墙优于加劲肋端部与周边框架连接的钢板墙。
[关键词] 钢板剪力墙;加劲肋;临界屈曲荷载;能量原理V ertical buckling 2resistant design of steel plate shear w all structureNie Jianguo ,Huang Y uan ,Fan Jiansheng(Department of Civil Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China )Abstract :S im plified theoretical equation for critical buckling stress of vertical stiffened steel plate shear wall (SPSW )was derived by energy principle.Parametric analysis was conducted to identify the main parameters affecting the vertical buckling behavior of stiffened SPSW.These parameters include the aspect ratio of the plate ,the number of stiffeners ,bending stiffness ratio ,area ratio etc.The results of the formula fit well with the FE A analysis.Based on the theoretical analysis ,it turns out that the bending stiffness ratio is the key in fluence on the buckling load of the stiffened steel plate ,while the area ratio has little im pact on the buckling load of the stiffened steel plate.Unanchored stiffener has m ore advantages than the anchored stiffener.K eyw ords :steel plate shear wall ;ribbed stiffener ;critical buckling load ;energy principle3国家自然科学基金项目(50438020)。
作者简介:聂建国,教授,博士生导师,长江学者特聘教授,Email :niejg @ 。
0 引言钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系,其主要结构单元由内嵌钢板和竖向边缘构件、水平边缘构件构成。
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。
钢板墙结构的受力特性类似于底端固接的竖向悬臂梁: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。
试验和震害情况表明,相对于混凝土剪力墙结构,钢板剪力墙有较大的弹性初始刚度、良好的弹塑性性能以及稳定的滞回特性。
并且钢板剪力墙可以大幅加快施工进度,已成为具有发展前景的高层抗侧力体系之一,尤其适用于高烈度地震区建筑。
国外关于加劲钢板的屈曲性能已进行了较多的研究,其中一些方法对钢板墙的研究具有借鉴意义。
文[1]对加劲钢板进行了分析研究,采用钢板初始缺陷、钢材材性等试验量测数据拟合出了考虑荷载偏心的Perry R obertson 公式,并在此基础上提出了加劲板的分析与设计方法,但该方法物理概念较模糊并且计算较为复杂。
文[2],[3]对受压加劲板的极限承载力进行了参数分析,分析中将加劲肋作为钢板的简支边界,但没有考虑加劲板的整体屈曲及相关屈曲。
文[4]对17片加劲板进行了受压性能的试验研究,试验中变化的参数为构件的截面尺寸和加劲肋的类型及间距,得到了不同条件下受压加劲板的屈曲模态和极限承载力。
文[5]对加劲板的屈曲强度、极限强度进行了理论分析,并给出了显式计算公式,但分析中认为受压加劲板的屈曲模态仅包括整体屈曲与局部屈曲两种,没有提及相关屈曲。
文[6]采用有限元方法对带T 形加劲肋的钢板进行了研究,考虑了初始缺陷、钢板的高宽比、高厚比和钢板与加劲肋的面积比对加劲板的弹性及非弹性性能的影响。
文[7]采用ANSY S 软件对加劲板在轴压荷载作用下进行了分析,并在有限元分析基础上提出了半理论半经验计算公式,将分析结果与试验结果进行对比后发现,有限元结果高估了加劲板的承载力,而经验公式低估了加劲板的承载力。
我国关于钢板剪力墙的研究起步较晚,《高层民用建筑钢结构技术规程》(J G J99—98)[8]附录四关于钢板墙的计算,认为钢板墙结构仅承受水平荷载,以剪切弹1性屈曲强度作为钢板墙的设计极限状态,没有考虑在轴向荷载作用下钢板墙屈曲的问题。
近年来,清华大学对非加劲板、加劲板钢板剪力墙结构进行了试验研究与理论分析,验证了钢板剪力墙结构延性及耗能能力好的特点,并在此基础上提出了新型开竖缝钢板墙模型,填补了我国钢板剪力墙结构的相关试验数据的空白。
通过有限元参数分析得到了许多有用的研究成果[9211]。
与此同时,国内多家科研单位也进行了大量的钢板剪力墙试验研究与计算分析[12215],这些研究成果进一步推进了钢板剪力墙结构在我国的研究与应用。
关于钢板剪力墙的研究工作仍有待进一步开展,以便为制订和完善我国相关规范条文提供参考。
目前,各国的结构设计规范[8,16,17]均要求钢板墙仅承受水平荷载,竖向荷载由钢板墙的边缘约束构件承担。
为了达到这一受力要求,工程实践中一般首先施工主体框架,待框架施工完成后再进行钢板墙的安装。
但这一施工顺序仅仅适合多层钢板墙结构。
对于高层及超高层钢板墙结构,随着结构高度的增加,单一的边缘框架将无法满足结构水平刚度的要求,而且钢板墙的后安装也将大大延长施工工期。
为了保证施工过程中结构的水平刚度且缩短工期,可将钢板墙的安装滞后于主体框架数层。
但这一方法将导致结构底部楼层的钢板墙承受较大的竖向荷载,并且在竖向荷载作用下可能发生提前屈曲而影响其水平性能的发挥。
为了避免钢板墙结构在竖向荷载作用下发生提前屈曲,可以采用在钢板墙上设置竖向加劲肋的方法。
笔者进行的试验表明[18],相对于未加劲钢板墙,设置竖向加劲肋的钢板墙能有效避免钢板墙的提前屈曲,并且其受力性能更加稳定、滞回曲线的形状更加饱满。
本文采用能量原理针对设置竖向加劲肋的钢板墙进行了理论分析,得到了设置竖向加劲肋钢板墙的简化设计方法。
并提出了相应的设计建议,供实际工程中钢板剪力墙结构体系设计参考。
1 公式建立由于设置加劲肋的主要目的是在节约用钢量的前提下提高钢板的屈曲强度,因此钢板墙在实际工程中的加劲量,即加劲肋的截面面积与钢板墙的截面面积之比,一般在011左右。
由于加劲量较小,忽略加劲肋的轴向刚度及扭转刚度对计算结果的影响。
在实际工程中,钢板在一定程度上均存在初始变形及残余应力等初始缺陷,已有的研究都是假定初始缺陷为某一确定的形式和数值,并在此基础上得到钢板的屈曲强度,但实际上钢板的初始缺陷将随着加工工艺、运输、安装等条件的不同而千变万化,对于不同的初始条件,加劲钢板的屈曲强度一般也不相同,量测实际结构中每一块钢板墙的初始缺陷后再进行计算也很不现实,并且无初始缺陷加劲板的屈曲强度是设计中的重要参考。
因此文中的分析不考虑加劲板的初始缺陷。
故理论推导基于以下假定:1)忽略加劲肋的轴向刚度和扭转刚度;2)不考虑钢板的初始缺陷。
加劲肋钢板墙的边界条件可认为是四边简支[9],采用能量原理建立加劲板的平衡方程[19],根据瑞利2里兹法,假设符合加劲钢板屈曲时的挠度曲面函数为:w=∑∞m=1∑∞n=1a mn sinmπxasinnπyb(1) 加劲板的总应变能应为钢板的应变能与加劲肋的应变能之和:U=12Dκ52w5x2+52w5y22-2(1-ν)52w5x252w5y2 -52w5x5y2d x d y+∑ki=1EI i2∫a52w5x22y=cid x(2)式(2)中EIi为第i条(y=ci处)加劲肋的弯曲刚度,将式(1)代入式(2),化简后可以得到加劲板屈曲时总应变能为:U=π4abD8∑∞m=1∑∞n=1a2mnm2a2+n2b22+∑ki=1π4EIi4a3∑∞m=1m4×am1sinπcib+a m2sin2πc ib+…2(3) 加劲板的外力势能也包括作用于钢板的外力势能与作用于加劲肋的外力势能,设作用于加劲板端部单位长度的压力为q x,则加劲板的总外力势能表达式为:V=-∫b0q x∫a0125w5x2d x d y-∑k i=1A i q x2∫a05w5x2y=c i d x(4) 将式(1)代入式(4),化简后可以得到加劲板屈曲时总应变能为:V=-π2bqx8a∑∞m=1∑∞n=1m2a2mn+π2abqx4a∑ki=1∑∞m=1A i m2×am1sinπcib+a m2sin2πc ib+…2(5) 考虑到施工的方便性,加劲肋端部可以不焊接于上下钢梁的翼缘,即加劲肋与上下钢梁断开。
为了研究加劲肋端部与钢梁断开对加劲板弹性屈曲性能的影响,在式(5)中除去括号中的第2项,即认为压力荷载不由加劲肋承担,而是直接由钢板承担,此时加劲板的总外力势能为:V′=-π2bqx8a∑∞m=1∑∞n=1m2a2mn(6)上述式中:a,b分别为钢板的长和宽;D=Et3Π12(1-ν2)为钢板弯曲刚度,E为钢材弹性模量,ν为泊松比, t为钢板的厚度。
2加劲板的总势能为:Π=U +V (V ′)(7) 根据势能驻值原理,引入α=a Πb ,γi =EI i ΠbD ,δi=A i Πbt ,其中I i ,A i 分别为第i 条加劲肋的惯性矩和面积。