钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙抗震研究
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为 １０Ｆｍ， ２ ｌ 下半 部 分孔 距 为 ８ ｌ 以研 究 钢 板 ｉ ０ ｍｌ， ｌ
型抗 侧力 结构 体系 。钢板 组合 剪力 墙是 在钢 板一
侧 或两侧 采 取 浇 筑 或 安 装 的方 式 覆 盖 混 凝 土 墙 板 。钢板 组合 剪 力 墙 的 出 现 为 解 决 薄 钢 板 屈 曲 问题 提供 了一 个有 效 的途径 。很 多学 者对 钢板 组 合剪 力墙 进行 了多 方 面的研 究 ＿ 。本 文课 题 ４ Ｊ 组对新 型组 合剪 力 墙 的抗 震 性 能进 行 了研 究 ， 并
一
值 明显 高于相 应 的钢管 混凝 土边 框纯 钢板 剪力 墙
试件 Ｓ １～ ， 别 提 高 了 １ ８ ４ ％ 、７ ８ ％ 、 ＷＡ ３ 分 ４ ．９ ９ ．８ ６ ．２ ， ９ ９ ％ 薄钢 板剪力 墙 提高 幅度 较大 。Ｓ － ＷＢ４和 Ｓ － 比极 限荷 载值 提 高 了 １ ５ ７ ％ ， ＷＡ ４相 ０ ．７ 比相 同 钢板 厚度 试件 Ｓ 一 ＷＢ２和 Ｓ 一 ＷＡ ２的极 限荷 载 值 提 高 比例 ９ ．８ ７ ８ ％略 有增 大 。 （ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和 钢 板厚 度 的试件 ５相 Ｓ ． ＷＢ２与 Ｓ 一 ＷＢ ５比较 ， 内藏钢板 与 混凝 土墙 体 之 问采用拉 接 钢 筋 连 接 的 试 件 Ｓ 一 ＷＢ２与 焊接 栓 钉 连 接 的试 件 Ｓ ． 限荷载 值基 本相 等 。 ＷＢ ５极 （ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和 钢板 厚 度 的 内藏 ６相 钢板 剪 力 墙 试 件 Ｓ 一 、 ＷＢ６ Ｓ － ， 跨 比 ＷＢ ２ Ｓ 一 、 ＷＢ ７ 剪 为 １ ０ 的试 件 Ｓ ． ． ＷＢ６与 剪 跨 比 为 １ ５ 的 试 件 ．
晚， 但是 发展 比较快 ， 别是在 ８ 特 Ｏ年代 以后 ， 钢管
混 凝土技 术 的研 究 和应 用 都 得 到 长 足发 展 ， 在 并 桥 梁结构 和建 筑 结构 中得 到 广 泛应 用 ¨ 。钢板 ’ 剪 力墙结 构是 ２ ０世 纪 ７ ０年代 发展起 来 的一种 新
栓连 接 以外 ， 其余试 件 的钢 板与 边框 柱均 为焊接 。
１ 钢管混凝土边框钢板 组合 剪力墙
１ １ 试件 设计 ．
Ｓ 一 ， Ｓ 一 ＷＢ７中 除 ＷＢ５的钢板 与 混凝 土墙 体采 用栓
钉连 接 ， 余试 件 的钢 板 与 混凝 土 墙 体 的连 接均 其
为拉 接钢 筋连 接 。模 型钢管 内及 墙体 的混 凝土立
方抗 压强 度实 ｉ 值分 别 为 ：ＷＡ １～Ｓ 一 、ＷＢ ９ １ ４ Ｓ 一 ＷＡ ５ Ｓ 一 １～Ｓ ． ＷＢ３为 ４ ． ｋ ／ Ｓ － ５ １ Ｎ ｍｍ ； ＷＢ４～Ｓ 一 ＷＢ ６为 ４ ． Ｎ ｍ Ｓ 一 ６ ７ ｋ ／ ｍ ； ＷＢ７为 ４ ． Ｎ ｍ ８ １ｋ ／ ｍ 。试 件 所
试验采 用 水 平 低 周 反 复 加 载 ， 荷 载． 移 用 位 混 合控 制 。竖 向荷 载 采 用一 个 竖 向千斤 顶 施 加 ，
（ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和钢 板 厚度 的试件 ４相
Ｓ ＷＡ １和 Ｓ ． 、 ＷＡ２ 和 Ｓ ．、 ＷＡ ３ 和 ＷＢ １ Ｓ － ＷＢ ２ Ｓ ．
形 能力 接近 。内藏钢 板 与边框 柱采 用螺 栓连 接 的 剪 力墙 Ｓ － ＷＡ ４和采 用 焊接 的剪力 墙 Ｓ 一 ＷＡ ２变形 能 力接 近 。开 孔 钢 板 剪 力 墙 Ｓ － 无 孔 钢 板 ＷＡ ５与 剪力墙 Ｓ 一 ＷＡ ２的工 作性 能 接近 ； 板 上开 圆孔后 钢 其 圆孔 变形 呈椭 圆形 ， 一 圆孑 变 形 过程 起 到 了 这 Ｌ
为研 究钢 板厚 度 变化 对剪 力墙 性 能 的 影 响 ， 试件 Ｓ 一 ＷＡ １和 Ｓ 一 ＷＢ １钢 板 厚 度 为 ２ ｍ Ｓ ． ｍ； ＷＡ ３和 Ｓ ． ＷＢ ３钢板 厚度 为 ６ｍ 其余 试 件 的钢板 厚度 为 ｍ； ４Ｆｍ。为研 究 螺 栓 连 接 与 焊 接 对 剪 力 墙 工 作 性 ｌ ｉ 能的 影 响 ， 件 Ｓ ４和 Ｓ － 钢 板 与 边 框 试 ＷＡ－ ＷＢ４的 柱采 用 间距 ４ ｍ 的 Ｍ１ 栓连 接 ； ＷＡ一 ０ｍ ２螺 Ｓ ５钢板 采用 开孔 钢板 ， 孔径 为 １ ｉ， ｌｌ 钢板 上半 部分 孔距 ０ ｎｌ
禽摩 摩
商鏖 麟
［面缸旦坐 ￡ ｊ
Ｌ ４￣ ７ ｏ ３
期板 一
分析 表 ２可 知 ：
（ ） 同钢管 混凝 土 边框 的钢 板剪 力 墙试 件 １相
Ｓ 一～ ＷＡ １ ５的极 限荷 载值 随 着 钢板 厚 度 的 增加 而
提高， 但提高的比例不与钢板厚度增加成正 比， 而 与边 框 和钢板 厚 度两 个 因素有 关 ； 钢 板 剪力 墙 薄
曹万林 张文江 ， 张建伟 ， 董宏英 ， 王立长 ，
（． １北京 工业 大学 建筑工程学院 ， 北京 １０ ２ ； ． ０ １４ ２ 河北大学 建筑工程学 院 ， 河北
大连 １６２ ） ０ １ １
保定
０ １０ ； ７０ ２
３ 大连 建 筑设 计 研 究 院 有 限 公 司 ， 宁 ． 辽 摘
中 图 分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５４ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ９ ５ ２ １ ）３ ２９ ７ ２９ － ８ （０ １ ０ － １ － ０ ０ ０
钢管混 凝 土构件 具有 承载 力高 、 延性 好 、 节省
材料 的优点 。钢 管混 凝 土 的应用 始 于 １ ９世 纪 ８ Ｏ 年代 ， 在英 国用 于建造 铁路 桥 的桥墩 ， 管 内浇 灌 在 混 凝土是 为 了防止 管 内锈蚀 。在 ２ ０世 纪 四 、 十 五 年 代 出现钢 管混凝 土结 构 。钢管 混凝 土技 术 引入
实测 所得各 试 件 荷载 值 见 表 ２ 。其 中 ： Ｆ 为
试件 开裂荷 载 ， 它代表 加载 首次开 裂时 的荷载 ； Ｆ
为试 件 明显屈 服 荷 载 ； 为试 件极 限荷 载 ； ＝ Ｆ ／ ｘ
／ Ｆ 称为 屈强 比。
表 ２ 试件开裂荷载、 屈服荷载、 限荷载 实测值 极
！ 商
！， ，
葡
Ｌ 三’
（ ） Ｂ Ｉ ｓＷ
翌
面
４ ｏ
（ ｈ｝Ｓ Ｂ一 Ｗ ７
ｍ ｍ的试件 Ｓ 一、ＷＡ５ 钢板上适 当开孔的试 ＷＡ２ Ｓ 一， 件Ｓ － ＷＡ５与无孔钢板试件 Ｓ － ＷＡ２的极限荷载值
基 本相 同 。
图 １ 试验模型配筋和配钢图
１２ 加 载方式 与 测点布 置 ．
参考 规 范 ［３ 设 计 了 ５个 钢 管 混 凝 土 边 框 １］
纯钢板 组合 剪力墙 和 ７个钢 管 混凝土 边框 内藏 钢
板组 合剪 力墙 ， １ 模 型 。５个 钢 管 混凝 土 边 共 ２个
收 稿 日期 ： ０ １３－２ ２ １４７２
作者简介 ：曹万林 （９ ４ ） 男 ， １５ － ， 河北乐亭人 ， 教授 ， 博士 ， 究方向为结构工程抗震 （ ｍ ｉ ｗｃｏ ｊｔｅｕ ｅ ） 研 Ｅ ａｌ ｌ ＠ｂｕ．ｄ ．ｎ ： ａ 基 金 项 目 ：国 家 自然科 学 基 金 （０ ７ ０ ５ ； 京 市 科技 计 划重 大项 目（ ｏ ０ Ｏ０ ７ ０ ０ ； 京 市 高 层 次 人 才 项 目（ Ｈ ２ １００ ） ５ ９ ８０ ） 北 Ｄ ９ ５６ ３ Ｏ ０ ） 北 Ｐ Ｒ ０ ０ ５２ 北 京 市 教 委 科 技 计 划 重 点 项 目（ Ｚ ０ ９ ０ ０ ０ ８ Ｋ ２０ １０ ５ ０ ）
９ ５ ０ １ 艮 ７ ４ ０
！
Ｈ 茎 。
丽
的屈强 比较小 ， 有约 束 的屈服变 形段较 长 ， 利 于 有
抗震 。
（ ） 同 钢 管 混 凝 土 边 框 和 钢 板 厚 度 均 为 ２相
４ ｍｍ 的试 件 Ｓ ．、ＷＡ４ 钢 板 和 边 框 采 用 焊 ＷＡ２ Ｓ －， 接 的试 件 Ｓ 一 钢板 和 边 框 采用 螺 栓 连 接 的 ＷＡ２与 试 件 Ｓ － 限荷载值 接 近 。 ＷＡ４极 （ ） 同钢 管 混 凝 土边 框 和 钢 板厚 度 均 为 ４ ３相
我 国是 在 ２ ０世纪 ６ ０年 代 ， 然起 步 比西 方 国 家 虽
框 纯 钢板 组 合 剪 力 墙 试 件 编 号 分 别 为 Ｓ 一 ＷＡ １～ Ｓ ． ； 钢 管 混 凝 土 边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 ＷＡ ５ ７个 墙试 件 的 编 号 分 别 为 Ｓ 一 ＷＢ １～Ｓ 一 。模 型 按 ＷＢ７ １５ ／ 缩尺 。试 件 Ｓ 一 跨 比为 １０，ＷＢ７剪 跨 ＷＢ６剪 ． Ｓ 一
・
２ ０・ ２
土
木
工
程
与
管
理
学
报
２ １ 年 ０１
用 钢材 的材料 性能 实测值 见 表 １ 。模 型 的设 计 图
见 图 １ 。
＾
通过 分 配 梁 和 加 载 梁 传
递 给 试 件 。试 验 过 程 中
表 １ 钢 材 力 学 性 能
竖 向荷载 稳定在 ８ ０ｋ ７ Ｎ。 加 载 装 置 如 图 ２所 示 。 主要测 试 内容 ： 验模 型 试
顶部 水 平 荷 载 及 侧 向位 移 ； 框 柱钢 管 根 部外 侧 边
翼缘 的应 变 ； 板 两下 角 钢 主应 变 ； 础 梁 的 水平 滑 基 图 ２ 加载装置
移 。全部试 验 数 据 由 Ｉ Ｐ动 态 数 据 采 集 系 统 采 Ｍ
集。
函 摩
１３ 承载 力 、 移和 延性 ． 位
比为 ２ ０其 余试 件 的剪跨 比均为 １５ ．， ．。钢 板墙 两
侧边 框 柱采用 口１０ｍｉ ×１０ １ × ． １３ 钢 ４ ｌ ４ Ｉ ３ ５１１ 方 ｌ Ｔ ｍ １＿ １ 管， 内嵌墙 体 净宽 ４ ０ｍｍ， 体厚 度 １０ｍ ６ 墙 ４ ｍ。除 了试 件 Ｓ － ＷＡ ４和 Ｓ － ＷＢ４的钢 板 与边 框 柱 采 用 螺
结 合 重点 工程 应 用 推 进 了研 究 进 展 ＿ ‘ 】 。本 文
介 绍课 题组 有关 钢板 组合剪 力墙 抗震 研究 的部 分
内容 。
开 孔对 剪力 墙耗 能 能 力 的 影 响 ， 为 采用 拉 接 钢 并
筋 穿过 开孔 钢板连 接 两侧 混凝 土墙板 构造 做法 的
可行 性 提供 依据 。７个 内藏 钢板 剪 力 墙 Ｓ 一 ＷＢ １～
第 ３பைடு நூலகம்
曹万林 等 ： 钢管混凝 土边框 内藏钢 板组 合剪力墙抗震研究
’２ ２ １・
Ｓ ． 、ＷＡ４和 Ｓ － ， ＷＢ３ Ｓ － ＷＢ４ 钢管 混凝 土边 框 内藏 钢
厚 度相 同 的试件 Ｓ 一 、ＷＡ－、 ＷＡ一 ＷＡ ２ Ｓ ４Ｓ ５弹塑 性变
板厚 度相 同的剪 力 墙 试 件 Ｓ １～ ＷＢ ３的 极 限 荷 载
第 ２ 第 ３期 ８卷 ２１ ０ １年 ９月
土
木
工
程
与
管
理
学
报
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １２８ ． Ｓ ｐ． ０１ｉ ｅ ２
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｉｉ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｄＭａ ａ ｅ ｎ ｏ ｒａ ｆＣ ｖｌ ｇｎ ｅｉ ｎ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｎ
钢 管 混 凝 土 边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 墙 抗 震 研 究
要 ： 出 了钢 管 混 凝 土边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 墙 。 完 成 了 ｌ 不 同构 造 的钢 板 组 合 剪 力墙 模 型 的低 周 反 提 ２个
复荷载试验 ， 中包括 ５个钢管混凝土边框纯钢板剪力墙 、 其 ７个钢管混凝 土边框 内藏钢板剪 力墙。分析 了各 试 件的承载力 、 耗能 、 延性 、 回特征等 。给 出了部分组合剪 力墙 的承载力计算模型 ， 滞 计算 结果与试 验结果符 合较 好 。研 究表明 ， 钢管混凝土边框 内藏钢板 组合剪 力墙具 有承载 力高 、 延性 好 、 能能 力强 、 回性能 稳定等 特 耗 滞 点。这 种新 型组 合剪力墙 已用于工程 ， 效果 良好 。 关键词 ： 钢管混凝土 ； 钢骨混凝土 ； 钢板 ； 组合剪力墙 ； 抗震性 能
型抗 侧力 结构 体系 。钢板 组合 剪力 墙是 在钢 板一
侧 或两侧 采 取 浇 筑 或 安 装 的方 式 覆 盖 混 凝 土 墙 板 。钢板 组合 剪 力 墙 的 出 现 为 解 决 薄 钢 板 屈 曲 问题 提供 了一 个有 效 的途径 。很 多学 者对 钢板 组 合剪 力墙 进行 了多 方 面的研 究 ＿ 。本 文课 题 ４ Ｊ 组对新 型组 合剪 力 墙 的抗 震 性 能进 行 了研 究 ， 并
一
值 明显 高于相 应 的钢管 混凝 土边 框纯 钢板 剪力 墙
试件 Ｓ １～ ， 别 提 高 了 １ ８ ４ ％ 、７ ８ ％ 、 ＷＡ ３ 分 ４ ．９ ９ ．８ ６ ．２ ， ９ ９ ％ 薄钢 板剪力 墙 提高 幅度 较大 。Ｓ － ＷＢ４和 Ｓ － 比极 限荷 载值 提 高 了 １ ５ ７ ％ ， ＷＡ ４相 ０ ．７ 比相 同 钢板 厚度 试件 Ｓ 一 ＷＢ２和 Ｓ 一 ＷＡ ２的极 限荷 载 值 提 高 比例 ９ ．８ ７ ８ ％略 有增 大 。 （ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和 钢 板厚 度 的试件 ５相 Ｓ ． ＷＢ２与 Ｓ 一 ＷＢ ５比较 ， 内藏钢板 与 混凝 土墙 体 之 问采用拉 接 钢 筋 连 接 的 试 件 Ｓ 一 ＷＢ２与 焊接 栓 钉 连 接 的试 件 Ｓ ． 限荷载 值基 本相 等 。 ＷＢ ５极 （ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和 钢板 厚 度 的 内藏 ６相 钢板 剪 力 墙 试 件 Ｓ 一 、 ＷＢ６ Ｓ － ， 跨 比 ＷＢ ２ Ｓ 一 、 ＷＢ ７ 剪 为 １ ０ 的试 件 Ｓ ． ． ＷＢ６与 剪 跨 比 为 １ ５ 的 试 件 ．
晚， 但是 发展 比较快 ， 别是在 ８ 特 Ｏ年代 以后 ， 钢管
混 凝土技 术 的研 究 和应 用 都 得 到 长 足发 展 ， 在 并 桥 梁结构 和建 筑 结构 中得 到 广 泛应 用 ¨ 。钢板 ’ 剪 力墙结 构是 ２ ０世 纪 ７ ０年代 发展起 来 的一种 新
栓连 接 以外 ， 其余试 件 的钢 板与 边框 柱均 为焊接 。
１ 钢管混凝土边框钢板 组合 剪力墙
１ １ 试件 设计 ．
Ｓ 一 ， Ｓ 一 ＷＢ７中 除 ＷＢ５的钢板 与 混凝 土墙 体采 用栓
钉连 接 ， 余试 件 的钢 板 与 混凝 土 墙 体 的连 接均 其
为拉 接钢 筋连 接 。模 型钢管 内及 墙体 的混 凝土立
方抗 压强 度实 ｉ 值分 别 为 ：ＷＡ １～Ｓ 一 、ＷＢ ９ １ ４ Ｓ 一 ＷＡ ５ Ｓ 一 １～Ｓ ． ＷＢ３为 ４ ． ｋ ／ Ｓ － ５ １ Ｎ ｍｍ ； ＷＢ４～Ｓ 一 ＷＢ ６为 ４ ． Ｎ ｍ Ｓ 一 ６ ７ ｋ ／ ｍ ； ＷＢ７为 ４ ． Ｎ ｍ ８ １ｋ ／ ｍ 。试 件 所
试验采 用 水 平 低 周 反 复 加 载 ， 荷 载． 移 用 位 混 合控 制 。竖 向荷 载 采 用一 个 竖 向千斤 顶 施 加 ，
（ ） 同钢 管混 凝 土边 框 和钢 板 厚度 的试件 ４相
Ｓ ＷＡ １和 Ｓ ． 、 ＷＡ２ 和 Ｓ ．、 ＷＡ ３ 和 ＷＢ １ Ｓ － ＷＢ ２ Ｓ ．
形 能力 接近 。内藏钢 板 与边框 柱采 用螺 栓连 接 的 剪 力墙 Ｓ － ＷＡ ４和采 用 焊接 的剪力 墙 Ｓ 一 ＷＡ ２变形 能 力接 近 。开 孔 钢 板 剪 力 墙 Ｓ － 无 孔 钢 板 ＷＡ ５与 剪力墙 Ｓ 一 ＷＡ ２的工 作性 能 接近 ； 板 上开 圆孔后 钢 其 圆孔 变形 呈椭 圆形 ， 一 圆孑 变 形 过程 起 到 了 这 Ｌ
为研 究钢 板厚 度 变化 对剪 力墙 性 能 的 影 响 ， 试件 Ｓ 一 ＷＡ １和 Ｓ 一 ＷＢ １钢 板 厚 度 为 ２ ｍ Ｓ ． ｍ； ＷＡ ３和 Ｓ ． ＷＢ ３钢板 厚度 为 ６ｍ 其余 试 件 的钢板 厚度 为 ｍ； ４Ｆｍ。为研 究 螺 栓 连 接 与 焊 接 对 剪 力 墙 工 作 性 ｌ ｉ 能的 影 响 ， 件 Ｓ ４和 Ｓ － 钢 板 与 边 框 试 ＷＡ－ ＷＢ４的 柱采 用 间距 ４ ｍ 的 Ｍ１ 栓连 接 ； ＷＡ一 ０ｍ ２螺 Ｓ ５钢板 采用 开孔 钢板 ， 孔径 为 １ ｉ， ｌｌ 钢板 上半 部分 孔距 ０ ｎｌ
禽摩 摩
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期板 一
分析 表 ２可 知 ：
（ ） 同钢管 混凝 土 边框 的钢 板剪 力 墙试 件 １相
Ｓ 一～ ＷＡ １ ５的极 限荷 载值 随 着 钢板 厚 度 的 增加 而
提高， 但提高的比例不与钢板厚度增加成正 比， 而 与边 框 和钢板 厚 度两 个 因素有 关 ； 钢 板 剪力 墙 薄
曹万林 张文江 ， 张建伟 ， 董宏英 ， 王立长 ，
（． １北京 工业 大学 建筑工程学院 ， 北京 １０ ２ ； ． ０ １４ ２ 河北大学 建筑工程学 院 ， 河北
大连 １６２ ） ０ １ １
保定
０ １０ ； ７０ ２
３ 大连 建 筑设 计 研 究 院 有 限 公 司 ， 宁 ． 辽 摘
中 图 分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５４ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ９ ５ ２ １ ）３ ２９ ７ ２９ － ８ （０ １ ０ － １ － ０ ０ ０
钢管混 凝 土构件 具有 承载 力高 、 延性 好 、 节省
材料 的优点 。钢 管混 凝 土 的应用 始 于 １ ９世 纪 ８ Ｏ 年代 ， 在英 国用 于建造 铁路 桥 的桥墩 ， 管 内浇 灌 在 混 凝土是 为 了防止 管 内锈蚀 。在 ２ ０世 纪 四 、 十 五 年 代 出现钢 管混凝 土结 构 。钢管 混凝 土技 术 引入
实测 所得各 试 件 荷载 值 见 表 ２ 。其 中 ： Ｆ 为
试件 开裂荷 载 ， 它代表 加载 首次开 裂时 的荷载 ； Ｆ
为试 件 明显屈 服 荷 载 ； 为试 件极 限荷 载 ； ＝ Ｆ ／ ｘ
／ Ｆ 称为 屈强 比。
表 ２ 试件开裂荷载、 屈服荷载、 限荷载 实测值 极
！ 商
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（ ｈ｝Ｓ Ｂ一 Ｗ ７
ｍ ｍ的试件 Ｓ 一、ＷＡ５ 钢板上适 当开孔的试 ＷＡ２ Ｓ 一， 件Ｓ － ＷＡ５与无孔钢板试件 Ｓ － ＷＡ２的极限荷载值
基 本相 同 。
图 １ 试验模型配筋和配钢图
１２ 加 载方式 与 测点布 置 ．
参考 规 范 ［３ 设 计 了 ５个 钢 管 混 凝 土 边 框 １］
纯钢板 组合 剪力墙 和 ７个钢 管 混凝土 边框 内藏 钢
板组 合剪 力墙 ， １ 模 型 。５个 钢 管 混凝 土 边 共 ２个
收 稿 日期 ： ０ １３－２ ２ １４７２
作者简介 ：曹万林 （９ ４ ） 男 ， １５ － ， 河北乐亭人 ， 教授 ， 博士 ， 究方向为结构工程抗震 （ ｍ ｉ ｗｃｏ ｊｔｅｕ ｅ ） 研 Ｅ ａｌ ｌ ＠ｂｕ．ｄ ．ｎ ： ａ 基 金 项 目 ：国 家 自然科 学 基 金 （０ ７ ０ ５ ； 京 市 科技 计 划重 大项 目（ ｏ ０ Ｏ０ ７ ０ ０ ； 京 市 高 层 次 人 才 项 目（ Ｈ ２ １００ ） ５ ９ ８０ ） 北 Ｄ ９ ５６ ３ Ｏ ０ ） 北 Ｐ Ｒ ０ ０ ５２ 北 京 市 教 委 科 技 计 划 重 点 项 目（ Ｚ ０ ９ ０ ０ ０ ８ Ｋ ２０ １０ ５ ０ ）
９ ５ ０ １ 艮 ７ ４ ０
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的屈强 比较小 ， 有约 束 的屈服变 形段较 长 ， 利 于 有
抗震 。
（ ） 同 钢 管 混 凝 土 边 框 和 钢 板 厚 度 均 为 ２相
４ ｍｍ 的试 件 Ｓ ．、ＷＡ４ 钢 板 和 边 框 采 用 焊 ＷＡ２ Ｓ －， 接 的试 件 Ｓ 一 钢板 和 边 框 采用 螺 栓 连 接 的 ＷＡ２与 试 件 Ｓ － 限荷载值 接 近 。 ＷＡ４极 （ ） 同钢 管 混 凝 土边 框 和 钢 板厚 度 均 为 ４ ３相
我 国是 在 ２ ０世纪 ６ ０年 代 ， 然起 步 比西 方 国 家 虽
框 纯 钢板 组 合 剪 力 墙 试 件 编 号 分 别 为 Ｓ 一 ＷＡ １～ Ｓ ． ； 钢 管 混 凝 土 边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 ＷＡ ５ ７个 墙试 件 的 编 号 分 别 为 Ｓ 一 ＷＢ １～Ｓ 一 。模 型 按 ＷＢ７ １５ ／ 缩尺 。试 件 Ｓ 一 跨 比为 １０，ＷＢ７剪 跨 ＷＢ６剪 ． Ｓ 一
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用 钢材 的材料 性能 实测值 见 表 １ 。模 型 的设 计 图
见 图 １ 。
＾
通过 分 配 梁 和 加 载 梁 传
递 给 试 件 。试 验 过 程 中
表 １ 钢 材 力 学 性 能
竖 向荷载 稳定在 ８ ０ｋ ７ Ｎ。 加 载 装 置 如 图 ２所 示 。 主要测 试 内容 ： 验模 型 试
顶部 水 平 荷 载 及 侧 向位 移 ； 框 柱钢 管 根 部外 侧 边
翼缘 的应 变 ； 板 两下 角 钢 主应 变 ； 础 梁 的 水平 滑 基 图 ２ 加载装置
移 。全部试 验 数 据 由 Ｉ Ｐ动 态 数 据 采 集 系 统 采 Ｍ
集。
函 摩
１３ 承载 力 、 移和 延性 ． 位
比为 ２ ０其 余试 件 的剪跨 比均为 １５ ．， ．。钢 板墙 两
侧边 框 柱采用 口１０ｍｉ ×１０ １ × ． １３ 钢 ４ ｌ ４ Ｉ ３ ５１１ 方 ｌ Ｔ ｍ １＿ １ 管， 内嵌墙 体 净宽 ４ ０ｍｍ， 体厚 度 １０ｍ ６ 墙 ４ ｍ。除 了试 件 Ｓ － ＷＡ ４和 Ｓ － ＷＢ４的钢 板 与边 框 柱 采 用 螺
结 合 重点 工程 应 用 推 进 了研 究 进 展 ＿ ‘ 】 。本 文
介 绍课 题组 有关 钢板 组合剪 力墙 抗震 研究 的部 分
内容 。
开 孔对 剪力 墙耗 能 能 力 的 影 响 ， 为 采用 拉 接 钢 并
筋 穿过 开孔 钢板连 接 两侧 混凝 土墙板 构造 做法 的
可行 性 提供 依据 。７个 内藏 钢板 剪 力 墙 Ｓ 一 ＷＢ １～
第 ３பைடு நூலகம்
曹万林 等 ： 钢管混凝 土边框 内藏钢 板组 合剪力墙抗震研究
’２ ２ １・
Ｓ ． 、ＷＡ４和 Ｓ － ， ＷＢ３ Ｓ － ＷＢ４ 钢管 混凝 土边 框 内藏 钢
厚 度相 同 的试件 Ｓ 一 、ＷＡ－、 ＷＡ一 ＷＡ ２ Ｓ ４Ｓ ５弹塑 性变
板厚 度相 同的剪 力 墙 试 件 Ｓ １～ ＷＢ ３的 极 限 荷 载
第 ２ 第 ３期 ８卷 ２１ ０ １年 ９月
土
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Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １２８ ． Ｓ ｐ． ０１ｉ ｅ ２
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钢 管 混 凝 土 边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 墙 抗 震 研 究
要 ： 出 了钢 管 混 凝 土边 框 内藏 钢 板 组 合 剪 力 墙 。 完 成 了 ｌ 不 同构 造 的钢 板 组 合 剪 力墙 模 型 的低 周 反 提 ２个
复荷载试验 ， 中包括 ５个钢管混凝土边框纯钢板剪力墙 、 其 ７个钢管混凝 土边框 内藏钢板剪 力墙。分析 了各 试 件的承载力 、 耗能 、 延性 、 回特征等 。给 出了部分组合剪 力墙 的承载力计算模型 ， 滞 计算 结果与试 验结果符 合较 好 。研 究表明 ， 钢管混凝土边框 内藏钢板 组合剪 力墙具 有承载 力高 、 延性 好 、 能能 力强 、 回性能 稳定等 特 耗 滞 点。这 种新 型组 合剪力墙 已用于工程 ， 效果 良好 。 关键词 ： 钢管混凝土 ； 钢骨混凝土 ； 钢板 ； 组合剪力墙 ； 抗震性 能