剪力墙结构抗震性能研究综述

剪力墙结构抗震性能研究综述Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure

姓名：刘季

班级：土建研1303

学号：1049721302417

指导老师：陈波

剪力墙结构抗震性能研究综述

刘季

（武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉 430070）

摘要：随着经济和社会的发展，高层建筑逐渐成为现代城市建筑的发展趋势。20世纪60年代开始出现的剪力墙结构，由于其抗侧刚度大，能有效地减小侧移，且具有较好的抗震性能，使其成为现代高层建筑中广泛应用的一种结构体系。尤其是其抗震方面的性能，得到了大量的关注和研究。本文对剪力墙结构的特点、发展过程与现状进行了简单的介绍，并重点阐述了目前国内外对组合剪力墙和剪力墙体系在抗震性能方面的研究状况与进展，阐述了剪力墙结构抗震性能的研究方法。

关键词：剪力墙结构；抗震性能；组合剪力墙

Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure

Liu ji

(College of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology Wuhan, Hubei 430070)

Abstract: With the development of economy and society,high-rise buildings is becoming the trend of modern urban architecture. Because of its large lateral stiffness, shear wall structure can effectively reduce the lateral and has better seismic performance,which makes it widely used in high-rise buildings.Especially in terms of the seismic performance,it gets a lot of attention and research.The paper briefly introduces the characteristics, development process and research status of shear wall structure.It mianly introduces the research and progress on composite shear wall and shear walls system in terms of seismic performance,and introduces the research methods of shear wall structure.

Key words: shear wall structure; seismic behavior;composite shear wall

钢筋混凝土高层建筑通常由梁、柱、楼板和剪力墙以及筒体构成，剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心抗侧力部件，其抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用。研制抗震性能好的剪力墙和合理布置剪力墙体系是高层建筑抗震设计的关键技术。

随着社会经济的发展，建筑用地日益减少，社会对高层建筑的需求越来越大。随着高层建筑数量的增加和建筑形式的多样化，国内外对剪力墙及剪力墙体系的抗震性能的研究也越来越多。出现了各种形式的剪力墙以及多种多样的剪力墙体系。剪力墙结构之所以能在近几十年迅猛发展，是因为其在承载力和抗震性能方面的优越性。国内外都针对此性能进行了大量的试验和研究，目前研究已比较系统，并颁布了相应的技术规程。

1剪力墙的特点和分类

剪力墙是一种能较好的抵抗水平荷载的墙。我国《建筑抗震设计规范》)将其称为抗震墙。剪力墙结构室内墙面平整，具有抗侧刚度大，侧移小；结构自重大，吸收地震能量大的特点，但是施工较麻烦，造价较高。通常按其墙肢截面高度与厚度的比值分为一般剪力墙、短肢剪力墙和异型柱。般剪力墙就是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。相对于其他2种形式它的墙肢宽度较大，在水平荷载作用下通常抗剪刚度起控制作用，故其耗能较差。短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比为5~8的剪力墙，通常墙厚不小于200mm。肢长在1000~2500mm之间，它介乎异型柱和一般剪力墙之间。当短肢剪力墙的墙肢再进一步减小截面高度，就形成了小墙肢剪力墙，这时其力学性

能就完全变成了框架结构。

2组合剪力墙抗震性能的研究

目前在剪力墙结构抗震性能的研究中，对剪力墙的试验研究是最多的，也取得了许多研究成果。近些年来，国内外学者提出了各种新型的剪力墙，如各种类型的开缝剪力墙和组合剪力墙，对剪力墙的抗震性能进行了改善。

其中开缝剪力墙主要包括有：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来的采用摩阻式控制装置的带缝剪力墙[2]。而组合剪力墙则是将混凝土和钢材的优势结合起来、弥补各自的缺点，具有较高的承载能力和良好的延性。组合剪力墙按组合形式可以分为两种，一种是单一组合剪力墙，另一种为双重组合剪力墙。单一组合剪力墙是指采用一种组合形式的剪力墙，应用和研究最多的是钢-混凝土材料组合剪力墙。双重组合剪力墙是指采用两种组合形式的剪力墙，如不同受力体系和不同材料的双重组合[3]。

2.1钢管混凝土剪力墙抗震性能研究

与传统的钢筋混凝土剪力墙相比，钢管混凝土剪力墙具有承载力高、抗震性能好的特点。其受力性能的优越性突出表现在合理利用钢管对混凝土的紧箍力，这种紧箍力可使混凝土的抗压性能更为有力地发挥。在我国，钢管混凝土剪力墙抗震性能的研究主要在建筑基本构件上，对结构体系抗震性能的研究不多。目前，这种剪力墙的形式主要有两种：一种是在钢管混凝土框架中内嵌一块钢板的带钢管混凝土边框边框的钢板剪力墙（图1）；另一种是带钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙。

在我国，夏汉强等通过用SAP2000对带方钢管混凝土边框的剪力墙进行有限元的弹性分析[4]，验证了CECS159对承载力进行计算时的第①条假设，研究表明第①条假设符合带方钢管混凝土边框的剪力墙结构的特点。杨亚彬[5]通过试验研究了带钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙的抗震性能，认为这种钢管组合剪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性;；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

内力重分布，从而减慢了剪力墙的刚度衰减，后期性能稳定。在国外，Astaneh-Asl等学者

试验研究了带钢管混凝土边框的钢板剪力墙，做了一个三层1/2缩尺模型的试验。试验结果显示钢管混凝土边框的钢板剪力墙具有良好的延性和耗能能力。

到目前为止，带钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙在我国的工程建设中已经有应用：例如1999年建成的深圳72层赛格广场大厦和2001年建成的杭州瑞丰国际商务大厦中分别采用了圆钢管混凝土边框和方钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙。

图1带钢管混凝土边框的钢板剪力墙图2 SRC剪力墙模型及截面配筋形式