钢板混凝土组合剪力墙的发展与应用

钢板-混凝土组合剪力墙的发展与应用钢板混凝土组合剪力墙的概念组合剪力墙由内填或外置钢板和钢筋混凝土板组成，它们之间通过栓钉进行连接。钢板混凝土组合剪力墙的种类钢板混凝土组合剪力墙常用截面形式有三种：钢板-现浇混凝土组合剪力墙预制钢板混凝土组合剪力墙根据施工方法与受力机理的不同，可分为两类:钢板—现浇混凝土板组合墙和预制混凝土盖板－钢板组合墙。钢板混凝土组合剪力墙的种类钢板混凝土组合剪力墙的发展上世纪60年代日本提出了在钢板支撑周围浇筑钢筋混凝土以防止钢支撑的屈曲，使剪力墙获得较好的延性和耗能能力，并在日本名古屋地铁公车站率先采用了这种内置钢板钢筋混凝土剪力墙结构。核工业的发展对钢板混凝土组合剪力墙的设计、发展与应用起到了推动作用，20世纪80年代末到90年代中期，针对于核电厂对钢板混凝土组合剪力墙的使用进行了大量的研究。在此之后的一段时间内（90年代之前）由于缺少理论研究与实践经验，钢板混凝土组合剪力墙并没有得到广泛的应用，与此同时由周边框架和内嵌钢板组成的纯钢板剪力墙在于20世纪70年代被提出。早期钢板剪力墙主要应用在美国，加拿大、和日本，如日本钢铁大厦、东京新宿的ShinjukuNomuraTower，神户KobeCityHall，美国加州的SylmarCountyHospital，达拉斯的HyattRegencyHotel等竖缝钢板墙构造加劲钢板剪力墙单元钢板混凝土组合剪力墙的发展1995年，加拿大的Link研究了带加劲肋的双层钢板剪力墙。该组合墙的破坏模式是拉杆模型，在大变形情况下还可利用屈曲后强度，具有良好的延性。2000年，日本九州大学的Matsui、Hitaka等学者中提出以开缝钢板剪力墙为基础，钢板两侧外夹混凝土板，形成开缝钢板混凝土组合剪力墙。开缝改变了钢板墙的受力模式，使钢板由剪切变形转变为弯曲变形。钢板混凝土组合剪力墙的发展认识到“传统组合墙”的不足,2002年，美国加州大学Zhao和Astaneh-Asl提出“改进型组合钢板墙”，即在混凝土板和框架梁柱之间设缝，试验中缝隙填充泡沫聚苯乙烯。钢板混凝土组合剪力墙的发展设置缝隙避免了混凝土板在加载初期直接参与受力发生破坏;和未设缝组合墙相比，设缝组合钢板墙的损坏程度明显降低，结构的侧移变形也有所减小，组合墙具有更好的延性和滞回性能，滞回性能更为稳定。钢板混凝土组合剪力墙的发展2003年，Clubley等人分析了双层钢板组合墙，又称Bi-steel组合墙试验和有限元模拟结果表明双层钢板组合墙具有很强的抗剪强度Bi-steel组合墙2004年HossainK.M.A.和Wright对压型钢板组合墙混凝土板和压型钢板进行了单调和低周反复加载试验，研究表明组合墙的纵向抗弯刚度能够预防墙体过早发生整体屈曲。钢板混凝土组合剪力墙的发展我国1989年的上海海新锦江江饭店、、都江堰堰灾后重重建幸福福家园、、75层337m的天津津津塔以及及昆明世世纪广场场、深圳圳梅山苑苑都使用用了钢板板剪力墙墙体系。。上海新锦锦江饭店店天津津塔塔钢板混凝凝土组合合剪力墙墙的发展展1995年至今，，我国同同济大学学的李国国强等，，清华大大学聂建建国、郭郭彦林等等，哈尔尔滨工业业大学董董莉、张张素梅等等，中国国建筑科科学研究究院孙建建超、蒋蒋冬启等等都先后后对钢板板混凝土土的结构构性能进进行了大大量研究究，研究究一致表表明：极限承载载力大、、滞回耗耗能能力力强、抗抗震性能能优异。。钢板混凝凝土组合合剪力墙墙的发展展钢板外包包混凝土土剪力墙墙同济大学学，李国国强，1995(1)两侧混凝凝土板能能为钢板板提供侧侧向约束束，防止止钢板过过早发生生屈曲失失稳，同同时还有有防火隔隔热的作作用(2)钢板外包包混凝土土剪力墙墙具有良良好的延延性性能能和耗能能能力，，是一种种优良的的抗侧力力构件钢板外包包混凝土土剪力墙墙是在钢钢板剪力力墙基础础发展起起来的一一种新型型抗侧力力构件内置钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展防屈曲钢钢板剪力力墙由清华大大学，郭郭彦林，，2009提出内嵌钢板板及两侧侧的预制制混凝土土盖板构构成;内嵌钢板板与两侧侧盖板通通过高强强螺栓连连接,边框架内内侧周边边设置鱼鱼尾板来来实现内内嵌钢板板与框架架的方便便连接,连接方式式可为栓栓接或焊焊接内置钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展钢板开圆圆孔的组组合钢板板墙孙飞飞，，2009对Zhao和Astaneh-Asl所提出的的构造型型式进行行了试验验研究,发现由于于在混凝凝土板和和边缘构构件之间间预留缝缝隙,缝隙处的的钢板无无面外约约束,形成薄弱弱部位,使得钢板板在侧向向力作用用下发生生局部屈屈曲在钢板上上开圆孔孔的措施施,将薄弱部部位移至至混凝土土板约束束区域以以内通过振动动台试验验发现，，混凝土土板与边边缘构件件间缝隙隙处钢板板没有发发生屈曲曲,证明了所所提措施施有效内置钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展中国建筑筑科学研研究院，，2008年，研究究墙身钢钢板与周周围型钢钢不同连连接方式式影响，，2011年，高轴轴压比，，大剪跨跨比剪力力墙，2012，高强混混凝土2009年，同济济大学，，吕西林林，研究究高宽比比、墙体体厚度、、钢板厚厚度内置钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展双钢板混混凝土组组合剪力力墙试件件滞回曲曲线钢筋混凝凝土剪力力墙试件件滞回曲曲线外包钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展双层钢板板-混凝土组组合墙清华大学学，聂建建国，20112103，高轴压压比，低低剪跨比比外包钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展双钢板混混凝土组组合合剪力力墙滞滞回曲线线形态态饱饱满，，具有有较强强的耗耗能能能力力华南理工工大学，，吴波，，2011再生混凝凝土双钢钢板组合合剪力墙墙外包钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展普通混凝凝土再生混凝凝土外置薄钢钢板再生生混合墙墙具有与与钢筋混混凝土墙墙相当甚甚至略高高的耗能能能力;在总用钢钢量基本本一致的的情况下下，外置置薄钢板板再生混混合墙具具有与钢钢筋混凝凝土墙基基本相当当的水平平承载力力北京工业业大学，，曹万林林，2013不同构造造双钢板板组合剪剪力墙外包钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展适当增加加腹板腔腔体，对对腹板双双钢板较较薄试件件抗震承载载力和延延性提提高并并不不明显显，对对腹板双双钢板较较厚试件件抗震承承载力和和延性提提高显著著带约束拉拉杆双层层钢板内内填混凝凝土组合合剪力墙墙华南理工工大学，，蔡健，，20131)约束拉杆杆，有效效阻止钢钢板向外外鼓曲2)施工方便便，避免免采用加加劲肋时时墙内侧侧焊接困困难，也也避免采采用栓钉钉对钢板板和墙内内混凝土土的约束束效果不不理想等等不足外包钢板板混凝土土组合剪剪力墙的的发展约束了钢钢板的平平面外屈屈曲，钢钢板增加加了对混混凝土开开裂变形形的约束束，边框框钢板和和混凝土土墙体的的共同工工作，显显著地提提高了剪剪力墙的的抗震承承载力，，具有更更大的承承载力和和刚度，，同时也也具有良良好的延延性。从发展的的角度看看，由于于这种组组合剪力力墙比纯纯钢板剪剪力墙的的耐久性性相对好好，抗火火性能也也较好，，因而会会在工程程中得到到较多的的应用有关这种种组合剪剪力墙的的抗震构构造措施施，仍需需进行深深入研究究，这在在一定意意义上说说是保障障其具有有良好抗抗震性能能的关键键外包混凝凝土剪力力墙上海中心心高度：632/603m结构形式式：巨型型框架+核心筒+钢外伸臂臂核心筒：：钢板混混凝土组组合剪力力墙核心筒混凝土最最高强度度等级：：C60钢板混凝凝土组合合剪力墙墙的应用用武汉绿地地中心高度：632m结构形式式：巨型型框架+核心筒+钢外伸臂臂核心筒：：钢板混混凝土组合剪力力墙钢板混凝凝土组合合剪力墙墙的应用用深圳平安安国际金金融中心心高度：660/597m结构形式式：巨型型支撑框框架+核心筒+钢外伸臂臂核心筒：：钢板混