什么是钢板-混凝土组合剪力墙?

本书是国内第一本系统介绍有关钢板剪力墙和组合剪力墙受力机理和设计理论的书籍。书中介绍了钢板剪力墙和组合剪力墙的特点、发展和应用，详细介绍了两边连接组合剪力墙、四边连接钢板剪力墙和四边连接组合剪力墙的受力机理，提出了能够发挥组合剪力墙承载力和耗能能力的节点构造措施，针对传统钢板剪力墙的简化分析模型进行改进，能更精确预测钢板剪力墙的耗能能力，首次提出了适用于结构体系分析的组合剪力墙简化分析模型，简化分析模型的提出方便工程技术人员采用现有的计算软件完成带有钢板剪力墙和组合剪力墙的结构体系分析。此外，还对钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构体系和钢管混凝土框架-组合剪力墙结构体系的静、动力性能进行了系统分析。

钢板-混凝土组合剪力墙基本介绍

内容简介

《钢板-混凝土组合剪力墙》可供土木工程专业的高年级本科生、研究生、研究人员和工程设计人员参考使用。

作者简介

郭兰慧 博士，哈尔滨工业大学土木工程学院副教授，博士生导师。国际钢一混凝土组合结构协会(ASCCS)会员，中国钢结构协会钢一混凝土组合结构分会会员，主要从事钢一混凝土组合结构和钢结构方面的研究。主持和参加国家自然科学基金、国家"十一五"科技支撑项目、中国博士后特别资助项目、教育部留学归国人员启动基金项目、黑龙江省自然科学基金项目、黑龙江省博士后基金项目、哈尔滨工业大学校优秀青年教师基金等项目。曾赴美国、德国、韩国的高校进行长期访问交流。至今发表学术论文70余篇，其中SCI收录16篇，授权国家发明专利6项，参编教材1部。获黑龙江省自然科学技术学术成果二等奖1项，讲授课程获教育部首批双语教学示范课程称号。马欣伯 博士，国家住房和城乡建设部科技与产业化发展中心副研究员，国际钢一混凝土组合结构协会(ASCCS)会员，中国钢结构协会钢一混凝土组合结构分会会员，中国绿色建筑委员会青年委员会委员，主要从事绿色建筑结构与绿色建筑评价技术研究。毕业于哈尔滨工业大学获结构工程专业工学博士学位，现为建筑结构专业副研究员。参与国家自然科学基金、国家"十二五"科技支撑计划、住房和城乡建设部科技计划和节能省地专项课题等多项研究，曾参与制定了绿色建筑评价和标准的相关管理文件，并参与编制出版著作3部，发表论文30余篇。

钢板-混凝土组合剪力墙常见问题

混凝土钢板组合剪力墙

理论上应该是可行的，只要结构计算能过得了，劲性砼的发展时间不是很长，型钢砼柱用得比较多了，但剪力墙我还没见到过用型钢的，所以应该是新事物，规程在这方面也就是空百了。期待新工艺的开始。

混凝土剪力墙？

剪力墙变厚应该是钢筋结构加厚，不应是保护层加厚

剪力墙混凝土

定额有解释的 梁与混凝土墙相交是，梁长算至混凝土墙内侧 换言之就是：混凝土墙之间洞口上方净长度

钢—混凝土组合剪力墙的发展和探讨（二）

钢管混凝土边框剪力墙的研究发展现状

在高层建筑结构中，钢管混凝土柱有承载力高、抗震性能好的特点，我国对钢管混凝土抗震性能的研究主要集中在基本构件方面，随试验水平提高，目前已开始进行关于钢管混凝土结构体系的试验研究。带钢管混凝土边框的组合剪力墙主要有两种形式：一种是带钢管混凝土边框的钢板剪力墙，即在钢管混凝土框架中内嵌一块钢板；另一种是带钢管混凝土边框的钢筋混凝土组合剪力墙。以钢管混凝土作为钢筋混凝土剪力墙的边框柱来形成的组合剪力墙，如将钢管混凝土剪力墙应用于钢-混凝土混合结构中，可改变传统钢管混凝土剪力墙抗震防线较为单一的状况，提高结构整体抗震性能。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有应用，例如福建南安邮电局大楼，该工程采用了圆钢管混凝土柱，剪力墙为现浇钢筋混凝土结构，为便于与钢管混凝土柱连接，在柱的侧向加焊竖向钢板，把剪力墙中的钢筋焊在竖板上。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也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。

国外Drver(1998)和Astaneh进行了一个4层单跨的带钢管混凝土边框的钢板剪力墙低周反复荷载试验，表明试件具有良好的延性和耗能能力，滞回曲线饱满，下降段平缓。1999～2001年California大学的Astaneh-Asl和Zhao等进行了1/2缩尺的1个2层和1个3层带钢管混凝土边框的钢板剪力墙模型的抗震性能试验。试验结果表明：该剪力墙体系受剪性能与钢板梁类似，在层间位移角为0.006之前两试件都处于d性阶段。超过这值之后，钢板剪力墙沿受压对角线屈曲，并沿对角线受拉区开始发展；钢管混凝土柱在整个试验过程中基本保持在d性阶段，水平工字形钢梁和钢管柱的抗弯连接表现出了很好的延性；钢板剪力墙中部高度处的螺栓连接和内部宽翼缘柱没有破坏，在加荷后期，柱子的螺栓铰接发生滑移。2004年开始实施《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159)给出了带矩形钢管混凝土柱和混凝土染组成，同时承受水平和竖向荷载的作用；结构分析时，矩形钢管混凝土柱可等刚度代换为混凝土柱，作为剪力墙的翼缘参与结构整体分析，边框梁因作为构造措施可不考虑参与内力分析。规程中对其承载力计算做出一些假定：作用于带框混凝土剪力墙的整体弯矩，可全部由钢管混凝土柱中产生的轴向拉力和轴向压力承提，不考虑柱和剪力墙的局部弯矩；水平剪力可全部由剪力墙承提，竖向荷载分别由钢管混凝土柱和剪力墙按实际情况分担。

2008年曹万林等对不同混凝土强度等级、不同轴压比、不同剪跨比、不同强弱抗剪连接键等设计参数的矩形钢管混凝土边框组合剪力墙的抗震性能进行了研究。进行了两个普通钢管混凝土剪力墙，7个矩形钢管混凝土边框组合剪力墙，两个设置不同形式抗剪连接键的剪力墙节点的低周反复荷载试验。对比分析了剪力墙承载力、延性、刚度及衰减过程、滞回特性、耗能力及破坏特征。建立了组合剪力的承载力计算模型，计算结果与实测结果符合较好。研究表明：这种新型剪力墙及筒体可有效地将混凝土剪力墙侧向刚度和承载力大的优势与钢管混凝土柱抗震延性好的优势组合。2012年哈尔滨工业大学郭兰慧等研究了钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构的滞回性能，试验表明钢管混凝土框架与钢板剪力墙具有良好协同工作性能；同时模拟结构体系时，采用混合杆系模型较好地模拟钢其滞回性能。2013年董宏英等提出了钢管混凝土边框内藏斜撑肋钢板组合中高剪力墙，进行了5个不同构造的中高剪力墙模型低击反复荷载试验。分析不同试件的损伤特征、承载力、耗能、滞回特性，提出正截面抗弯承载力计算模型，计算结果与试验符合较好。研究表明：钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙具有较高的承载力和良好的耗能性能；钢管混凝土边框内藏带斜撑肋钢板中高剪力墙，适于在墙体厚度小于钢管尺寸或内藏钢板厚度较薄的“强边框、弱墙体”情况下应用，可明显减轻钢管混凝土边框底部的损伤，延缓墙体性能退化，提高组合剪力墙的抗震能力。

带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙

在探讨的带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙是以钢管混凝土柱-钢板耗能键构为核心结构时，外包的混凝土墙体与核心结构共同工作，将充分发挥不同抗侧力体系，不同结构部件和不同材料的优势，充分改善结构的承载力、延抗震性能。在一定程度上解决了国内外学者一直关注的改善剪力墙性能的问题，为以后实际工程的推广应用奠定一定的基础。连梁是剪力墙设计中的薄弱环节，论文中的钢板耗能键在组合剪力墙发挥连梁作用，更优于连梁的性能。超高层建筑中采用钢-混凝土组合筒体的越来越多，外筒因设窗洞需要常设计成洞口率较小的密柱深梁筒体。本论文探讨的这种组合结构-钢带钢板耗能键的钢管混凝土排柱组合剪力墙，既可以作为内筒的墙体，又可将其骨架结构部分(钢管混凝土柱-钢板耗能键)作为外筒结构的骨架，在外筒的窗洞位置不浇筑混凝土，形成钢-混凝土组合密柱深梁结构。带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙结构适合在超高层、大跨建筑中应用，是未来建筑结构发展的趋势之一，将给人们带来更大经济效益的同时节约资源、空间，实现建筑结构的安全可靠。论文中“带钢板耗能键的钢管混凝土排柱剪力墙”融合国内外已有组合剪力墙的优点，将钢管混凝土边框柱、钢管混凝土中柱、钢管混凝土柱间钢板耗能键、钢筋混凝土剪力墙优势组合。这种新型多重组合抗震新体系，抗震耗能的特点鲜明，具有良好的抗震屈服机制及多道抗震防线。带钢板耗能键的钢管混凝土排柱组合剪力墙的研究主要从实体实验和数值分析两个方面进行，研究过程中应确定出钢板耗能键设计参数与钢管混凝土设计参数的合理匹配值，并考虑钢板耗能键的形状、布置、耗能键的数量、钢管混凝土排柱间距、钢板的厚度等因素的影响，分析讨论各试件的破坏特征、刚度及其退化过程、滞回特性、延性和耗能能力等力学指标，揭示其消能减震机理。对比分析各剪力墙抗震性能及其衰减规律，分析其分灾耗能单元的过程，将该新型组合剪力墙分为钢管混凝土边框-钢板连接键核心结构和混凝土条带分灾单元，拓展剪力墙抗震设计概念。该种组合剪力墙的各个组成构件，协同抗震，将体现整体抗震性能的稳定性，按变形阶段逐步地充分发挥各组成构件抗震耗能能力的特点。

钢筋混凝土空心剪力墙概述

空心剪力墙板由墙板结构层(由钢筋混凝土组成，用于围护、承重受力功能)，节能层(将圆柱形空心纸管作为一次性模板等间距插于剪力墙板两排钢筋网片间，浇筑混凝土后墙板中形成预留直通圆孔形成圆柱状空气层，用于保温、隔热、隔音)，节能装饰面层(可采用保温砂浆等做面层，同时兼顾居民家居装饰需要)等组成。研究结果表明:与实心剪力墙相比，空心钢筋混凝土剪力墙的延性有所提高。建造四层以上的多层建筑，其抗震抗风性能与普通的钢筋混凝土现浇墙相当。

结构设计资料：钢管混凝土排柱剪力墙结构

钢管混凝土排柱剪力墙结构是指剪力墙中内置的圆钢管混凝土排柱。钢管混凝土排柱剪力墙结构的排柱采用圆形钢管混凝土构件（钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件，按截面形式不同，分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土等），内置于剪力墙中。