大学组合剪力墙

• 纯钢板剪力墙的分类及性能
• 压型钢板墙 与平整的薄板相比，压型钢板能显著增强板的面外刚度，屈曲荷
载大为提高。 问题：压型钢板一般较薄，以压型钢板作为墙板，其破坏形式主要表 现为折屈破坏，一旦发生折屈，承载力下降得非常快，不但延性极差， 而且荷载反向后，承载力也再难生成；压型钢板墙可大幅提高平板的 屈曲荷载，能将薄板的受力特征朝厚板过渡，但鉴于压型板屈曲后不 能有效形成拉力带，要想获得较好的力学性能，必须合理地选择钢板 厚度。
• 纯钢板剪力墙的分类及性能
• 低屈服点钢板墙
采用低屈服点钢材来降低墙板拉力场的强度。一般的，日本把材 料屈服强度 fy=100~165MPa的钢材定义为低屈服点钢材。此类材料的 钢板墙能较早的进入屈服并具有非常强的耗能能力，且其具有更长的 低周循环疲劳寿命和更好的可焊性等优点。
Nakashima等的试验表明，低屈服点钢的屈服强度不到Q235钢的 一半，而伸长率则是Q235钢的2倍多，其抗剪滞回环也呈Байду номын сангаас满的梭形。 基于此，在日本，低屈服点钢板墙主要被做成耗能器元件使用。
钢骨混凝土低剪力墙 的剪切破坏形态与普 通混凝土低剪力墙的 破坏形态没有明显区 别，但钢骨的存在使 得墙体抗剪承载力大 大提高，墙体刚度退 化趋于平缓，延性也 有所提高。
• 组合剪力墙的抗震研究与发展
• 组合剪力墙的抗震研究与发展
实验结果表明： 型钢混凝土剪力墙的承载机制由混凝土对角受压区组成， 初始刚度和极限承载力很高，但是由于混凝土的压坏、变 形能力很小。相反，型钢混凝土框架填充钢板剪力墙的承 载机制由钢板的对角受拉区组成，初始刚度不高，但是通 过对角拉区的变形，极限强度相当高，塑性变形也很大。
且增大了侧向刚度。 侧刚度的削弱较大。 ⑶加劲肋易发生局部屈曲并降低加劲肋的加劲效率，而且反复局部屈曲加 速了加劲肋的断裂，最终失去加劲作用。
• 纯钢板剪力墙的分类及性能
• 两侧开缝钢板墙
钢板只有上、下边与框架梁相连，而在左、右两侧与框架柱之间留出 一定的距离，避免了钢板拉力场对柱子的不利影响。 问题： 墙板与柱子脱开后，侧移刚度和承载力都有较大幅度的下降，因为墙 板拉力场完全锚固在梁上。
• 纯钢板剪力墙的分类及性能
• 竖缝钢板墙
采用在两侧开缝钢板墙基础上，把整块钢板分割成一系列柱状板 条的关键构造，板条类似受弯小柱一样工作，从而将墙板的变形由剪 切转化为弯曲，希望以此提高墙板的延性，且进一步减小对柱子的影 响。在小型住宅有所应用（如四川都江堰钢结构住宅小区） 问题：抗侧刚度小，板被分割，拉力场路径不通畅，侧向承载力也不 大，无法单独作为结构的主要抗侧力体系工作；且为保持好的延性， 必须保证板的整体面外屈曲与弯曲板条和边缘加劲肋的弯扭屈曲、弯 曲链杆的端部撕裂不先于弯曲板条屈服，条件苛刻；开竖缝会大量增 加制作成本，且使得墙板分析参数繁多，设计中理论预测准确度不高。
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• 加劲钢板墙
出现在20世纪70年代的日本，通过在较薄的钢板上设置适当数量和一 定刚度的加劲肋，将薄板分成受力性能类似于厚板的小区格，以提高薄板 的屈曲荷载，抑制墙板的屈曲。加劲肋一般为各种截面形式的冷弯薄壁型 钢，且通常与墙板用角焊缝连接。 问题： ⑴由于内嵌钢板较薄，施焊起来容易“烧穿”，大量焊接部位不可避免 地存在裂纹、夹杂等缺陷，在往复荷载的作用下，裂纹易迅速扩展并很快 发生脆性断裂，降低了墙板的延性。 ⑵焊接（产b生）的采的用残对余角应拉力压和带面布外置变，形不影仅响给到薄墙钢板板的提力供学面性外能约，束特，别是对抗
• 组合剪力墙的抗震研究与发展
组合剪力墙按照组合形式可分为：单一组合剪力墙和双 重组合剪力墙。
单一组合剪力墙：指采用一种组合形式的剪力墙， 采用和研究最多的是钢-混凝土材料组合剪力墙，主要包 括：型钢混凝土剪力墙、带钢管混凝土边框的剪力墙、 钢板-混凝土组合的剪力墙。
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。
• 组合剪力墙的抗震研究与发展
单一组合剪力墙： 1、型钢混凝土组合剪力墙
《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）
型钢骨架能够控制剪 力墙中裂缝的发展， 形成较完备的耗能机 制，劲性混凝土边框 较钢筋混凝土边框有 良好的抗震性能，可 以作为抗震的第二道 防线。
• 组合剪力墙的抗震研究与发展
• 纯钢板剪力墙的分类及性能
• 开洞钢板墙
采用在墙板上开洞削弱墙板拉力带的方式降低拉力场效应，削减 拉力场对框架柱产生的不利作用。洞口的布置也有利于设备管线的穿 越。此外，梁端截面可处理成犬骨式节点，有意进行削弱，主要考虑 实现延性设计，让结构的破坏集中在墙板和梁端，进一步保护柱子。 问题：与两侧开缝及低屈服点钢板墙的原理相同，开洞钢板墙也是以 牺牲墙板的承载力、刚度及耗能能力为代价来保护柱子。此外，开洞 增加了墙板的制作工序，费用有所增加。
• 非加劲薄钢板墙
若钢材取Q235，则宽度比大于或等于150的墙板被定义为薄板范畴。
问题： ⑴水平荷载作用下，非加劲薄板始 终伴随较大的类似击鼓的屈曲声响， 同时产生面外变形。这意味着在较 大风荷载或地震作用过程中，舒适 度不理想，使用性不佳。 ⑵实际工程中，剪力墙往往布置在 电梯并周围作为内筒墙，电梯的运 动容易引起薄钢板墙的振动，另外， 与其他所有钢板墙一样，其材料特 点要求它有较高的防火措施。
组合剪力墙
MICROWU 2011年07月14日
主要内容： 1、纯钢板剪力墙的分类及性能 2、组合剪力墙的抗震研究与发展 3、中国国家博物馆钢板剪力墙应用简介
• 纯钢板剪力墙的分类及性能
•⑶非非加加劲劲薄厚钢钢板板主墙要依靠屈曲后形成的拉力场来抵抗水平力，锚固 最 在早 框出 架现 上在的2拉0世力纪场7对0年边代柱的会美产国生，较一大般的按附国加际弯通矩用，的增正加则了化柱宽子厚的比稳定 义 定负，担若为钢保材证取墙Q2板35拉，力宽场厚得比充小分于发或挥等，于边10柱0的必墙须板有可足避够免的屈锚曲固先刚于度屈。服， 被界定为厚板范畴。不足之处是耗钢量太大，调整刚度不变，应用受 到限制，现在已很少采用。