裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述*

郁銀泉，馬曉飛,，張愛林，王 喆

(1 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100048；2 北京建筑大學(xué)土木與交通工程學(xué)院，北京 100044)

0 引言

推廣應(yīng)用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)品，有利于推動(dòng)實(shí)現(xiàn)新型建筑工業(yè)化。我國每年80%以上的新建建筑為高耗能建筑，單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國家的2倍以上，同時(shí)每年產(chǎn)生建筑垃圾近15億t，建筑施工和運(yùn)送過程中產(chǎn)生的建筑垃圾成為了城市主要污染源之一。另外，作為世界上建筑規(guī)模、鋼材產(chǎn)量最大的國家，鋼結(jié)構(gòu)建筑面積僅占總建筑面積的5%～7%，鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展嚴(yán)重滯后。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工，還可以改變建造方式，促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)施工精益化、建筑工業(yè)化[1-2](圖1)。

圖1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型和現(xiàn)場施工圖

裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)作為裝配式鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，具有自重輕、運(yùn)輸便捷、施工高效等特點(diǎn)，同時(shí)能夠適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的大型化、高層化、多樣化發(fā)展趨勢，滿足建筑的安全性、美觀性以及空間使用上的需求，由此裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)得到了快速的發(fā)展[3]。

另外，中國處在環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震頻發(fā)，地震強(qiáng)度大。為了提高建筑的抗震減災(zāi)能力、構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的城市和社區(qū)，結(jié)構(gòu)需在塑性變形能力、耗能性能、可修復(fù)性能等方面得到提升。裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、耗能佳、承載力和剛度穩(wěn)定、延性和抗側(cè)移性能好等特點(diǎn)，適宜應(yīng)用在我國這樣地震多發(fā)的國家。

鑒于裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本文對(duì)裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的基本原理進(jìn)行了介紹，對(duì)各類裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能研究現(xiàn)狀和裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了歸納與總結(jié)，并對(duì)該結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

1 裝配式鋼板剪力墻基本原理

裝配式鋼板剪力墻作為一種結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，主要承擔(dān)水平荷載，配合水平連接單元(梁)和豎向連接單元(柱)形成裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

裝配式鋼板剪力墻與水平連接單元和豎向連接單元通過螺栓和連接構(gòu)件連接，在水平連接單元和豎向連接單元的有效約束作用下承擔(dān)結(jié)構(gòu)提供的水平荷載。在地震力作用下，裝配式鋼板剪力墻將承受的水平地震荷載轉(zhuǎn)化為薄鋼板的斜向拉力、壓力或厚鋼板的剪力[4-5]，薄鋼板剪力墻和厚鋼板剪力墻受力示意如圖2所示。最終，剪力墻在荷載作用下發(fā)生屈服，消耗水平地震荷載，形成第一道抗震防線，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)體系。

圖2 鋼板剪力墻受力示意圖

2 裝配式鋼板剪力墻及其結(jié)構(gòu)抗震性能研究現(xiàn)狀

2.1 裝配式鋼板剪力墻抗震性能研究現(xiàn)狀

最初的鋼板剪力墻直接采用整塊鋼板形成剪力墻，為結(jié)構(gòu)提供抗側(cè)移能力，沒有考慮鋼板的屈曲后性能，鋼板剪力墻的性能沒有得到有效的發(fā)揮。直到1931年，WAGNER[6]在航空航天領(lǐng)域研究中發(fā)現(xiàn)了鋼板的屈曲后性能，此后鋼板剪力墻屈曲后性能和拉力帶承載機(jī)制逐漸被人們認(rèn)知，對(duì)鋼板剪力墻的研究也由原來的厚鋼板剪力墻轉(zhuǎn)化為薄鋼板剪力墻。

薄鋼板剪力墻屈曲后對(duì)邊界連接單元產(chǎn)生較大的附加荷載，造成后者提前破壞。需要增加邊界連接單元構(gòu)件截面尺寸來為剪力墻提供約束力，但是這樣提高了結(jié)構(gòu)整體的成本。同時(shí)，鋼板的屈曲使得剪力墻滯回曲線呈現(xiàn)捏縮，整體耗能性能不佳[7]。

為了實(shí)現(xiàn)新型建筑工業(yè)化、解決剪力墻的屈曲問題、減小剪力墻對(duì)邊界連接單元的附加荷載，同時(shí)提高其抗震性能，學(xué)者們對(duì)裝配式鋼板剪力墻進(jìn)行了不同的改進(jìn)和創(chuàng)新。

2.1.1 裝配式開孔鋼板剪力墻

裝配式開孔鋼板剪力墻是在原有的純鋼板剪力墻上開一個(gè)或多個(gè)排列有序的孔，可以改善剪力墻的抗震性能，同時(shí)有效地滿足建筑功能需求。

在ROBERTS等[8]的研究基礎(chǔ)上，VALIZADEH等[9]對(duì)采用螺栓連接中心開圓孔的鋼板剪力墻進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)，其試驗(yàn)破壞模型和滯回曲線如圖3所示。結(jié)果表明，開孔后的裝配式鋼板剪力墻耗能能力及延性性能均有所提高，滯回性能穩(wěn)定。但是，板厚的進(jìn)一步減小和開孔直徑的進(jìn)一步增大，使得鋼板剪力墻容易發(fā)生屈曲，造成滯回曲線的捏縮，降低了鋼板剪力墻的耗能能力。

圖3 裝配式開圓孔鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜏厍€

EMAMYARI等[10]對(duì)裝配式開孔加勁鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，加勁開孔的裝配式鋼板剪力墻抗震性能得到明顯改善，其中采用AISC型加勁肋的開孔鋼板剪力墻與純鋼板剪力墻抗震性能基本一致。同時(shí)，得到菱形加勁肋開孔鋼板剪力墻延性較差，不建議采用。裝配式開圓孔加勁鋼板剪力墻試驗(yàn)破壞模型和滯回曲線如圖4所示。

圖4 裝配式開圓孔加勁鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜏厍€

MATTEIS等[11]對(duì)開圓孔的低承載力鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能優(yōu)化，分析了不同參數(shù)對(duì)該剪力墻滯回曲線捏縮的影響，提出了相應(yīng)的承載力設(shè)計(jì)公式，其試驗(yàn)破壞模型及滯回曲線如圖5所示。

圖5 裝配式開圓孔低承載力鋼板剪力墻試驗(yàn)破壞模型和滯回曲線

開孔雖然削弱了鋼板剪力墻的承載力和剛度，但在設(shè)計(jì)中可以使薄鋼板剪力墻的厚度增加，減少剪力墻的屈曲變形，增強(qiáng)延性和耗能性能，改善剪力墻的整體抗震性能。

為了改善裝配式開孔鋼板剪力墻的抗震性能、減少平面外屈曲，HAMED等[12]對(duì)細(xì)胞增大型裝配式開孔鋼板剪力墻進(jìn)行了有限元分析和試驗(yàn)研究，剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D6所示。研究結(jié)果表明：啞鈴形開孔鋼板剪力墻和凹角蜂巢形開孔鋼板剪力墻的抗震性能較好；增加剪力墻中結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量可以有效降低整體剪力墻的平面外屈曲變形。

VALIZADEH等[13]提出一種裝配式蝶形連桿鋼板剪力墻，并對(duì)該鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)研究，該鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D7所示。結(jié)果表明，蝶形連桿的幾何屬性是整個(gè)鋼板剪力墻的剛度和承載力的有效參數(shù)。該構(gòu)造有效降低了裝配式鋼板剪力墻的平面外屈曲，同時(shí)其滯回曲線的捏縮得到改善，耗能能力提高。

圖7 蝶形連桿鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

細(xì)胞增大型裝配式開孔鋼板剪力墻和蝶形連桿裝配式鋼板剪力墻都是結(jié)合阻尼器形成的新型裝配式鋼板剪力墻，研究二者的目的是提高剪力墻的耗能性能，并且經(jīng)分析研究后得到了耗能性能較好的研究結(jié)果。

2.1.2 裝配式帶縫鋼板剪力墻

帶縫鋼板剪力墻是在純鋼板剪力墻上開豎向裂縫，形成一條條豎向板帶，使得豎向板帶受彎或者受彎剪屈服破壞，提高了剪力墻的抗震性能，降低了鋼板剪力墻屈曲附加給邊界連接單元的荷載。帶縫鋼板剪力墻有效地改善了鋼板剪力墻在水平荷載作用下的屈曲破壞和滯回性能。

HITAKA等[14]首先提出了帶縫鋼板剪力墻，并通過角鋼和螺栓將其連接到邊界連接單元梁上，并對(duì)其抗震性能進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：帶縫鋼板剪力墻抗震性能良好；單條板帶的寬厚比是影響該剪力墻抗震性能的關(guān)鍵因素。

CORTES G等[15]對(duì)高寬比為2的帶多層縫裝配式鋼板剪力墻框架進(jìn)行了試驗(yàn)研究，其試驗(yàn)?zāi)Ｐ图皽厍€如圖8所示。結(jié)果表明：帶多層縫裝配式鋼板剪力墻框架抗震性能良好；框架對(duì)帶多層縫鋼板剪力墻的承載力和剛度影響較大；帶縫鋼板剪力墻的抗震性能與帶縫鋼板剪力墻框架的抗震性能不同。

圖8 帶多層縫裝配式鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜏厍€

針對(duì)帶縫鋼板剪力墻板帶端部撕裂和屈曲破壞問題，HE等[16]提出了低屈服點(diǎn)多層豎縫裝配式鋼板剪力墻，并對(duì)其進(jìn)行了抗震性能研究，得出該鋼板剪力墻滯回曲線飽滿、板帶不撕裂的良好試驗(yàn)結(jié)果。

LU等[17]對(duì)不等長開縫裝配式鋼板剪力墻進(jìn)行了1/3縮尺抗震性能試驗(yàn)和有限元研究，并對(duì)比了等長開縫鋼板剪力墻的抗震性能，剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D9所示。結(jié)果表明，不等長開縫鋼板剪力墻的抗側(cè)剛度、耗能性能和延性均好于等長開縫鋼板剪力墻。

圖9 不等長開縫裝配式鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

2.1.3 裝配式加勁鋼板剪力墻

將加勁肋通過螺栓連接到鋼板剪力墻上，形成裝配式加勁鋼板剪力墻，提高了剪力墻的面外剛度和承載能力，改善了鋼板剪力墻的屈曲和滯回曲線的捏縮現(xiàn)象。

WANG等[18]對(duì)采用冷彎型鋼“帽子”形構(gòu)件作為豎向加勁肋的裝配式鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能研究，試驗(yàn)破壞模型如圖10所示。結(jié)果表明，該鋼板剪力墻采用的“帽子”形加勁肋有效地約束了剪力墻的平面外屈曲，改善了剪力墻的抗震性能，并針對(duì)該裝配式剪力墻提出了相應(yīng)的承載力計(jì)算公式。

圖10 豎向加勁鋼板剪力墻試驗(yàn)破壞模型

XU等[19]對(duì)豎向封閉截面加勁肋鋼板剪力墻的抗彎剛度進(jìn)行了研究，提出了封閉截面加勁肋的抗彎需求剛度計(jì)算公式，公式考慮了彈塑性屈曲應(yīng)力，可以有效地計(jì)算彈塑性屈曲剛度臨界值。

CAO等[20]通過螺栓將X形正交加勁肋連接到鋼板剪力墻兩側(cè)，形成裝配式X形加勁肋鋼板剪力墻，試驗(yàn)破壞模型如圖11所示。有限元和抗震性能試驗(yàn)研究結(jié)果表明：被X形加勁肋分割開的剪力墻板塊的高厚比是該裝配式鋼板剪力墻的力學(xué)性能控制指標(biāo)；與無加勁肋鋼板剪力墻相比，該裝配式鋼板剪力墻的屈曲荷載、極限承載力和耗能分別至少提高了17%，5%和7%，X形加勁肋有效地改善了剪力墻的抗震性能；隨著剪力墻的高厚比降低，該剪力墻X形加勁肋的約束效率提高到92%。

圖11 裝配式X形加勁鋼板剪力墻試驗(yàn)破壞模型[20]

YU等[21]提出了一種無焊接螺栓連接的密肋裝配式鋼板剪力墻，其試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D12所示。有限元分析和試驗(yàn)研究結(jié)果表明：該無焊接裝配式鋼板剪力墻的面外屈曲得到了有效的約束，剪力墻的層間位移角和平面外變形分別降低了14.7%和57%；采用的密肋有效地提高了剪力墻的動(dòng)力性能。

圖12 無焊接螺栓連接密肋裝配式鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚21]

2.1.4 裝配式低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻

鋼板剪力墻采用低屈服點(diǎn)鋼材后，使得剪力墻的屈服荷載降低至屈曲荷載以下，從而使鋼板剪力墻先發(fā)生屈服破壞，進(jìn)入塑性，吸收耗能，有效地防止了剪力墻發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞。

剪力墻剪切屈曲荷載公式[22]如下：

(1)

其中，

(2)

(3)

(4)

式中：Fcr為剪力墻剪切屈曲荷載，kN；E為鋼材彈性模量，N/mm2；G為剪切模量，N/mm2；μ為泊松比；t為鋼板剪力墻厚度，mm；η為塑性折減系數(shù)；kv為剪力墻屈曲系數(shù)；a和b為剪力墻邊界約束構(gòu)件長度，a>b，mm。

CHEN[22]，ZIRAKIAN等[23]對(duì)屈服點(diǎn)為100MPa的鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能研究，得出低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻有良好的變形能力和耗能性能，并提出了鋼板剪力墻與框架的相互作用試驗(yàn)?zāi)Ｐ?。CORJI等[24]對(duì)屈服點(diǎn)為180MPa的鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)和有限元研究。結(jié)果表明該低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻呈現(xiàn)出良好的剛度、延性和耗能性能，滯回性能穩(wěn)定。

2.1.5 裝配式波形鋼板剪力墻

裝配式波形鋼板剪力墻自身特有的構(gòu)造使得該剪力墻在平面外具有較強(qiáng)的剛度，減小了平面外變形，同時(shí)提高了剪力墻的承載能力和屈曲荷載，剪力墻屈服荷載低于屈曲荷載，達(dá)到剪力墻屈服破壞耗能、改善剪力墻的抗震性能的目的。

BERMAN等[25]采用角鋼和螺栓將波形鋼板連接到邊界框架形成裝配式波形鋼板剪力墻，并對(duì)0.7mm厚輕質(zhì)波形鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能研究，試驗(yàn)破壞模型及滯回曲線如圖13所示。結(jié)果表明該裝配式鋼板剪力墻延性和耗能性能良好，同時(shí)剪力墻降低了對(duì)邊界連接單元的要求。

圖13 裝配式波形鋼板剪力墻試驗(yàn)破壞模型和滯回曲線

ZHANG等[26]對(duì)冷彎薄壁開孔波形鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)和有限元研究。結(jié)果表明，該開孔波形鋼板剪力墻的抗震性能良好，較無孔波形鋼板剪力墻，延性提高了81%，承載力僅降低22%。并提出開孔波形鋼板剪力墻可以應(yīng)用到大風(fēng)和高抗震烈度區(qū)域。TONG等[27]對(duì)雙波形鋼板螺栓連接的剪力墻進(jìn)行了抗剪承載力研究，詳細(xì)地分析了橫向和豎向布置波形鋼板剪力墻的屈曲性能和抗剪承載能力，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議。

2.1.6 裝配式屈曲約束鋼板剪力墻

在鋼板剪力墻的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置側(cè)向約束構(gòu)件，如鋼筋混凝土板等，形成屈曲約束鋼板剪力墻。屈曲約束鋼板剪力墻的面外約束構(gòu)件，不會(huì)過早的發(fā)生破壞。在受力過程中，約束構(gòu)件始終約束著鋼板的面外變形，充分發(fā)揮鋼板的耗能能力，大大改善了鋼板剪力墻滯回曲線捏縮的不利現(xiàn)象[28]。屈曲約束鋼板剪力墻在同側(cè)或兩側(cè)采用一塊或多塊鋼筋混凝土板作為約束構(gòu)件，約束構(gòu)件還可以作為鋼板的隔熱保護(hù)層，使鋼板不再需要額外防火保護(hù)措施，同時(shí)還起到隔聲作用。

HAN等[29]提出了采用多塊鋼筋混凝土板作為約束構(gòu)件的裝配式屈曲約束鋼板剪力墻，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D14所示。對(duì)該裝配式屈曲約束鋼板剪力墻的抗震性能進(jìn)行有限元和試驗(yàn)研究，結(jié)果表明多塊鋼筋混凝土屈曲約束鋼板剪力墻的抗震性能較傳統(tǒng)單塊鋼筋混凝土屈曲約束鋼板剪力墻的鋼筋混凝土板破壞更少，邊界連接梁、柱荷載需求更小。

圖14 裝配式多屈曲約束板的鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

為了進(jìn)一步增強(qiáng)剪力墻的耗能性能，將屈曲約束鋼板剪力墻的內(nèi)板開斜槽，通過螺栓連接到梁柱形成裝配式屈曲約束鋼板剪力墻，試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚30]如圖15所示。該裝配式屈曲約束鋼板剪力墻相當(dāng)于多個(gè)斜向平行放置的屈曲約束支撐，具有良好的耗能性能。

圖15 裝配式開斜槽屈曲約束鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜏厍€

2.2 部分連接裝配式鋼板剪力墻抗震性能研究現(xiàn)狀

將鋼板剪力墻部分連接到邊界連接單元上，可以有效地降低邊界連接單元的附加荷載，減小邊界連接單元截面尺寸，降低結(jié)構(gòu)建造成本。目前部分連接裝配式鋼板剪力墻的形式分為四邊部分連接裝配式鋼板剪力墻和兩邊連接裝配式鋼板剪力墻兩種。

2.2.1 四邊部分連接裝配式鋼板剪力墻

四邊部分連接裝配式鋼板剪力墻是將鋼板剪力墻的每一條邊的角部通過螺栓和連接板件連接到邊界連接單元梁和柱上，形成邊界連接單元梁柱節(jié)點(diǎn)處連接，釋放梁柱中間連接區(qū)，實(shí)現(xiàn)四角連接。

WEI等[31]提出一種四邊部分連接裝配式屈曲約束鋼板剪力墻，其試驗(yàn)?zāi)Ｐ图皽厍€如圖16所示，該剪力墻相當(dāng)于X形屈曲約束支撐。通過試驗(yàn)和有限元研究，得出該四邊部分連接的裝配式鋼板剪力墻抗震性能良好。

圖16 四邊部分連接裝配式屈曲約束鋼板剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蜏厍€

2.2.2 兩邊連接裝配式鋼板剪力墻

將鋼板剪力墻僅連接在邊界連接單元梁上，實(shí)現(xiàn)鋼板剪力墻的兩邊連接，使得邊界連接單元柱不再附加剪力墻的荷載。同時(shí)，由于上下相鄰兩層剪力墻在同一邊界連接單元梁上連接，使得剪力墻附加在梁上的荷載抵消，同樣實(shí)現(xiàn)了邊界連接單元梁附加剪力墻荷載為零的目的。這樣，可以有效地減小兩邊連接裝配式鋼板剪力墻的邊界連接單元梁、柱的截面，降低結(jié)構(gòu)建造成本。

LIU等[32]對(duì)兩邊連接裝配式屈曲約束鋼板剪力墻進(jìn)行了力學(xué)性能研究，并提出了該兩邊連接屈曲約束鋼板剪力墻的抗剪承載力設(shè)計(jì)公式。ZHANG等[33]提出一種兩邊連接的裝配式鋼板剪力墻，該裝配式剪力墻通過多角鋼和螺栓連接到邊界梁上，試驗(yàn)破壞模型及滯回曲線如圖17所示。對(duì)該裝配式鋼板剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)研究，結(jié)果表明該裝配式鋼板剪力墻抗震性能良好。

圖17 兩邊連接裝配式鋼板剪力墻和滯回曲線[33]

2.3 裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究現(xiàn)狀

裝配式鋼板剪力墻的抗震性能優(yōu)劣對(duì)整體結(jié)構(gòu)的抗震性能起到關(guān)鍵作用。同時(shí)，裝配式鋼板剪力墻整體結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)劣也代表著裝配式鋼板剪力墻良好的抗震性能是否得到有效發(fā)揮。

NIE等[3]對(duì)5層2跨的裝配式鋼板剪力墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗震性能研究，結(jié)果表明該裝配式框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系具有良好的延性和耗能性能，試驗(yàn)破壞模型如圖18(a)所示。DOWDEN等[34]對(duì)裝配式自復(fù)位鋼板剪力墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的自恢復(fù)功能，同時(shí)提高了抗震性能，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D18(b)所示。QU等[35]對(duì)帶削弱梁的鋼板剪力墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能試驗(yàn)研究，同時(shí)考慮到樓板的影響，得出鋼板剪力墻更換后整體結(jié)構(gòu)的抗震性能良好，沒有嚴(yán)重破壞，可實(shí)現(xiàn)震后快速更換的目的。GE等[36]對(duì)裝配式密肋鋼板剪力墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，結(jié)果表明該剪力墻框架結(jié)構(gòu)抗震性能良好。

圖18 裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

3 裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢及展望

自20世紀(jì)70年代以來，剪力墻作為抗側(cè)力構(gòu)件開始被應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，并受到了廣泛的關(guān)注。隨著新型建筑工業(yè)化的不斷發(fā)展，裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)得到大量的應(yīng)用，對(duì)其發(fā)展趨勢的總結(jié)如下：

(1)發(fā)展裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)新型建筑工業(yè)化的有效途徑。裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用符合全壽命周期綠色發(fā)展理念，可以推動(dòng)建造方式轉(zhuǎn)型、建筑高質(zhì)量發(fā)展，是今后我國建筑領(lǐng)域發(fā)展方向之一。

(2)裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能、抗側(cè)移能力和耗能性能，由此被應(yīng)用在高層建筑和高烈度區(qū)域，是高層和高烈度區(qū)域結(jié)構(gòu)抗震的重要支撐。

(3)加快新型裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系研發(fā)。為了進(jìn)一步改善鋼板剪力墻滯回曲線捏縮現(xiàn)象，適應(yīng)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的大型化、高層化、多樣化發(fā)展，同時(shí)滿足建筑的安全性、美觀性以及空間使用上的需求，裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新具有重要意義。

裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)作為裝配式鋼結(jié)構(gòu)不可或缺的支撐單元，起到十分關(guān)鍵的作用。裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)在不斷創(chuàng)新，對(duì)其發(fā)展有如下展望：

(1)裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)具備震后可恢復(fù)功能?，F(xiàn)代建筑不僅要滿足地震發(fā)生時(shí)保護(hù)好生命安全的要求，而且應(yīng)能保證震后災(zāi)區(qū)生活和生產(chǎn)得到快速恢復(fù)。裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)可通過更換構(gòu)件實(shí)現(xiàn)震后快速修復(fù)功能。

(2)裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合減震技術(shù)，既能抵抗水平地震荷載，又具備耗能減震功能。將抗側(cè)移能力和高耗能能力相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震、減震功能，從而減少建筑物和建筑物上設(shè)備的破壞，減少經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)語

裝配式鋼結(jié)構(gòu)作為全壽命周期綠色建筑，是新型建筑工業(yè)化的重要體現(xiàn)，得到國家的大力支持和推廣。裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)是裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高層和高烈度區(qū)域的重要體現(xiàn)。

具備可恢復(fù)功能的全裝配式鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)與減震技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，不僅使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，而且具有消能減震功能，同時(shí)使結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下更換破壞剪力墻單元，實(shí)現(xiàn)建筑功能和設(shè)備震后快速恢復(fù)使用的目標(biāo)，值得我國工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和研究。