型鋼混凝土剪力墻概述

張馨元

摘 要：剪力墻結(jié)構(gòu)具有承載力高、側(cè)向剛度大等優(yōu)點，已經(jīng)在我國建筑工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著高層、超高層建筑的日益增多，型鋼混凝土剪力墻的使用逐漸成為一種趨勢，將鋼板內(nèi)置于鋼筋混凝土墻體中，能夠在不增加墻體厚度和數(shù)量的情況下，發(fā)揮鋼材強度高、變形能力強和混凝土承壓能力大的優(yōu)點，使得剪力墻的承載力、延性以及耗能等抗震性能得到了很大的改善。

關(guān)鍵詞：型鋼；剪力墻；概述

型鋼與高強混凝土的組合，既克服高強混凝土延性差、脆性破壞和鋼材局部屈曲、耐火性差的缺點，同時能夠發(fā)揮鋼材強度高、變形能力強和混凝土承壓能力大的優(yōu)點，使得剪力墻的承載力、延性以及耗能等抗震性能得到了很大的改善。

1 鋼板混凝土剪力墻

H.D.Wright等[1]在兩片壓型鋼板之間填充混凝土形成壓型鋼板組合剪力墻，結(jié)果表明：鋼板的屈曲和鋼與混凝土之間的傳力性能密切相關(guān)。R.A.Link[2]對兩個鋼板內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻的峰值承載力和后期承載力進行了非線性有限元分析。結(jié)果表明：雙層鋼板混凝土剪力墻即使在大變形情況下依然能保持穩(wěn)定的后期承載力。孫建超等[3]研究了內(nèi)置鋼板與四周型鋼連接方式對組合墻抗剪性能的影響，發(fā)現(xiàn)焊接是相對最有利于提高抗剪承載力的連接措施。孫飛飛等[4]為了解決鋼板混凝土墻體的數(shù)值模擬問題，提出了適用于鋼板混凝土組合墻的拉壓桿模型。呂西林等[5]試驗結(jié)果表明：高寬比越大，彎曲破壞模式越明顯，耗能能力越好；鋼板厚度增加，則墻體的耗能能力越好；鋼板上焊接抗剪栓釘對于保證鋼板與混凝土共同工作效果明顯。郭蘭慧等[6]證明了混凝土墻板對組合墻體承載力和耗能能力的提高作用并能防止鋼板發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞，建立了結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用的兩邊連接鋼板混凝土組合剪力墻簡化分析模型的雙向偏心支撐模型。肖從真等[7]證明設(shè)置型鋼暗柱和內(nèi)藏鋼板能顯著提高墻體的壓彎承載力和變形能力，并且在高軸壓比下設(shè)置暗柱型鋼能有效提高試件延性。張文江等[8]針對混凝土與內(nèi)置鋼板的共同工作機制，研究了帶栓釘?shù)膬?nèi)置鋼板與外包混凝土剪力墻的共同工作性能。聶建國等[9]對3個高跨比為2.0的方鋼管內(nèi)嵌鋼板混凝土組合剪力墻試件進行了試驗研究，結(jié)果表明試件具有良好的耗能能力。王威等[10]研究抗剪栓釘對內(nèi)置鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能的影響，研究結(jié)果建議較大直徑和加密布置抗剪栓釘能提高組合墻體的抗剪性能。

2 其他形式的型鋼混凝土剪力墻

劉航、藍宗建等[11]在墻體內(nèi)設(shè)置型鋼骨架形成勁性鋼筋混凝土低矮剪力墻，通過試驗證明：內(nèi)置型鋼骨架的勁性鋼筋混凝土低矮剪力墻的抗震性能明顯優(yōu)于普通鋼筋混凝土剪力墻。

曹萬林等[12]對5個1/3縮尺的高軸壓比內(nèi)藏鋼桁架混凝土組合剪力墻試件進行試驗，試驗表明：內(nèi)藏鋼桁架延緩了裂縫的開展，顯著改善了剪力墻的承載力、延性以及耗能等抗震性能。

馮鵬、初明進等[13]對冷彎薄壁型鋼混凝土剪力墻進行系統(tǒng)的研究，對比研究了不同構(gòu)造措施下冷彎薄壁型鋼剪力墻的抗剪性能，提出了冷彎薄壁型鋼混凝土剪力墻受剪承載力計算模型。

3 有待研究的問題

1）現(xiàn)有的國內(nèi)外文獻都是針對剪力墻構(gòu)件的研究，而針對超高層聯(lián)肢組合剪力墻結(jié)構(gòu)、核心筒結(jié)構(gòu)以及原型結(jié)構(gòu)的縮尺試驗的研究還很少。

2）組合剪力墻構(gòu)件的設(shè)計方法和規(guī)范已經(jīng)相當(dāng)成熟，然后對聯(lián)肢組合剪力墻結(jié)構(gòu)整體的抗震設(shè)計方法還不完善。

4 結(jié)語

國內(nèi)外型鋼混凝土組合剪力墻的研究已經(jīng)相當(dāng)普遍，由于其具有優(yōu)良的抗震性能，在超高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，但單片剪力墻的抗震性能與超高層的核心筒結(jié)構(gòu)的受力并不完全相同，后續(xù)的研究應(yīng)著重對結(jié)構(gòu)整體性能的考慮。

參考文獻：

[1]H.D.Wright.The behavior of composite walling under construction and service loading[J].Journal of Constructional Steel Research，1995，35（3）：257273.

[2]R.A.Link，A.E.Elwi.Composite concretesteel plate walls： analysis and behavior[J].Journal of Structural Engineering，1995，121（2）：260271.

[3]孫建超，徐培福，等.鋼板混凝土組合剪力墻受剪性能試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2008，38（6）：16.

[4]孫飛飛，戴成華，高輝，李國強.四邊連接組合鋼板剪力墻簡化模型[J].同濟大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，37（7）：851856.

[5]呂西林，干淳潔，王威.內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻抗震性能研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2009，30（5）：8996.

[6]郭蘭慧，戎芹，馬欣伯，張素梅.兩邊連接鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能試驗研究及有限元分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2012，33（6）：5968.

[7]蔣冬啟，肖從真，陳濤，田春雨，徐培福，等.高強混凝土鋼板組合剪力墻壓彎性能試驗研究[J].土木工程學(xué)報，2012，45（3）：1725.

[8]張文江，曹萬林，董宏英.帶栓釘鋼板與外包混凝土剪力墻共同工作性能研究[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，38（6）：828835.

[9]聶建國，胡紅松，李盛勇，等.方鋼管混凝土暗柱內(nèi)嵌鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2013，34（1）：5260.

[10]王威，楊騰，蘇三慶，高俊杰.帶栓釘?shù)膬?nèi)置鋼板混凝土組合剪力墻抗剪性能研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，46（1）：2733.

[11]劉航，藍宗建，龐同和，孟昭沛，劉瑗璉，溫峰.勁性鋼筋混凝土低剪力墻抗震性能試驗研究[J].工業(yè)建筑，1997，05： 3337，48.

[12]曹萬林，范燕飛，張建偉，王新杰，王志惠，宋義平.型鋼混凝土剪力墻的抗震性能研究[J].地震工程與工程振動，2007，27（2）：8184.

[13]馮鵬，初明進，葉列平，侯建群.冷彎薄壁型鋼混凝土剪力墻受剪性能試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2010，11：8391.