钢板剪力墙研究及工程应用

对纯钢板剪力墙、内置钢板混凝土组合剪力墙、外包钢板混凝土组合剪力墙三类剪力墙进行综合研究,给出了3种钢板剪力墙特性及设计方法,同时中国建筑千米级摩天大楼为载体,对外包钢板混凝土组合剪力墙进行研究。研究表明:此3种钢板剪力墙结构延性好、耗能能力强,具有良好的抗震性能;纯钢板剪力墙结构非常适用高烈度区普通结构或350 m以下的超高层建筑;内置钢板混凝土组合剪力墙刚度大、强度高、延性好,可充分发挥混凝土和钢材2种材料的特性,但施工非常复杂;外包钢板混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙,对使用高强度、高性能混凝土和钢材没有限制,该种墙体更容易满足抗震性能化要求,且施工方便,工业化程度高;3种剪力墙均满足平截面假定,可采用纤维元的方法计算钢板混凝土组合剪力墙承载力。     

巨型钢框架多核心筒结构体系中钢板剪力墙的安装

于家堡金融区起步区03-04地块工程结构类型为巨型钢框架多核心筒结构体系,地上设置有8个核心筒,核心筒为方钢管柱+钢板剪力墙+边框梁组合形式。针对核心筒钢板剪力墙安装施工中应控制的几个方面,包括钢板剪力墙的吊装就位、焊接时间的确定、焊接工艺做法等进行分析,最终采取主体钢结构先安装、钢板剪力墙后焊接的总体思路,成功地解决钢结构体系中钢板剪力墙受力后易发生屈曲破坏的难题,同时该施工方法节约施工工期、提高施工质量,取得了良好的社会效益和经济效益,为类似工程钢板剪力墙安装施工提供了借鉴。     

基于三维测量的大型组合型钢箱形钢板剪力墙尺寸检验方法研究

某钢框架-组合型钢箱形钢板剪力墙结构体系安装施工项目中,通过采用基于全站仪三维测量的组合型钢箱形钢板剪力墙尺寸检验方法,满足了当前生产条件下组合型钢箱形钢板剪力墙出厂检验工作要求。     

施工顺序对钢板剪力墙及结构性能影响研究

本文通过有限元分析了竖向荷载对防屈曲耗能钢板剪力墙性能的影响,在此基础上,以北京冬奥村钢结构住宅关键技术研究与应用项目为例研究了钢板剪力墙刚度变化对结构抗震性能的影响.结果表明:竖向荷载作用下,防屈曲钢板剪力墙的初始刚度会有降低达10％,大震作用下结构的层间位移增加7％.在施工过程中应注意施工顺序和方法减轻竖向荷载的影响.此外,本文还以北京冬奥村钢结构住宅关键技术研究与应用项目为例,研究了结构应用不同初始刚度的钢板剪力墙的地震响应.     

钢板剪力墙结构设计与施工模拟技术

钢板剪力墙延性好、耗能能力强,是一种新型的高层抗侧力结构体系.钢板剪力墙主要承受水平剪力,不承担竖向压力,需要进行后装连接设计,内嵌墙板与连接板可以采用栓接或焊接.钢板剪力墙的薄弱部位出现在角部,设计中需要采用合理的构造措施避免钢板剪力墙的角部应力集中.钢板剪力墙与现浇混凝土楼板的连接构造需要满足内嵌钢板的后安装要求,同时也不影响现浇混凝土楼板的正常施工.利用不同形式的加劲肋可以延缓内嵌钢板的屈曲,提高钢板剪力墙的极限承载力和延性.对加劲肋的效能进行了分析对比,并结合钢板剪力墙的实际工程进行了不同施工方案的施工模拟,分析了钢管混凝土浇筑时间对钢板剪力墙内力和变形的影响,得到了合理的施工安装顺序.     

装配式钢板剪力墙结构抗震性能研究综述

装配式钢结构符合全寿命期绿色建筑理念,推广应用装配式钢结构是实现新型建筑工业化的重要途径.装配式钢板剪力墙结构是装配式钢结构在高层和高烈度区域应用的重要体现,良好的抗震性能是其应用的关键,国内外学者针对装配式钢板剪力墙结构的抗震性能进行了研究.在深入分析前人研究的基础上,介绍了装配式钢板剪力墙的工作原理、剪力墙和框架采用四边部分连接和两边连接的构造形式,对装配式开孔钢板剪力墙、装配式带缝钢板剪力墙、装配式加劲钢板剪力墙、装配式低屈服点钢板剪力墙、装配式波形钢板剪力墙、装配式屈曲约束钢板剪力墙的抗震性能发展现状进行了梳理和归纳,同时综述了装配式钢板剪力墙结构的抗震性能,总结了装配式钢板剪力墙的发展趋势.综述表明,具有可恢复功能的全装配式钢板剪力墙结构结合减震技术共同应用是今后的发展方向之一.     

超高层建筑钢板剪力墙制作与施工

以上海中心大厦和平安金融中心大厦为例,着重阐述了不同结构形式钢板墙的加工重点和控制难点。针对不同结构形式钢板剪力墙的制作采取不同的施工工艺,最终将高层、超高层建筑钢板剪力墙的加工制作技术上升到更高的层次,优化了传统的加工方法,提高钢板剪力墙的加工精度。同时对因连接方式导致施工难度增加给出建议。     

天津诺德英蓝国际金融中心非加劲钢板剪力墙施工技术

阐述了钢框架——钢筋混凝土简体混合结构中钢板剪力墙的安装施工过程,通过介绍天津诺德英蓝国际金融中心塔楼钢板墙施工实例,从钢板剪力墙焊接顺序、焊接坡口选择、横竖缝焊道焊接顺序、钢板剪力墙二次深化设计等方面分析钢板剪力墙的施工难点,并提出了解决方案,在同类工程中有一定的参考价值。     

承插式预制钢板组合剪力墙抗震性能及其工程应用

传统钢板组合剪力墙在施工时，湿作业量大、施工效率低、环境污染严重。研发了承插式预制钢板组合剪力墙（简称为承插式预制剪力墙），在工厂预制钢板组合剪力墙构件，在施工现场采用高强螺栓连接和后注浆工艺直接拼装，有效提高装配效率。以承插式预制剪力墙为研究对象，介绍其工厂预制、现场拼装的方式，并对该剪力墙水平拼缝的构造，以及承插式预制剪力墙的抗震性能进行研究；同时，将承插式预制剪力墙结构体系应用于高层住宅结构中。研究表明：承插式预制剪力墙具有良好的承载力、刚度，是一种抗震性能优越的剪力墙；该类墙体的水平接缝满足等强度设计原则；与混凝土剪力墙结构、钢框架-支撑结构相比，承插式预制剪力墙结构体系应用于高层住宅建筑时，综合效益更好。     

钢框架-防屈曲钢板剪力墙在装配式钢住宅中的应用

首钢钢结构住宅是一个高层钢结构建筑,高64. 4m,地上22层、地下2层。从抗震性能、建筑使用功能和经济性角度出发,对钢框架结构、钢框架-偏心支撑结构、钢框架-钢板组合剪力墙结构和钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构方案进行对比分析,最终选择钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构作为结构设计方案。针对建筑使用功能和建筑外立面要求并结合钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构特点进行结构布置,对钢框架-防屈曲钢板剪力墙节点进行设计。最后通过钢框架施工阶段计算、钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构小震弹性计算和钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构大震弹塑性计算可知,该结构体系有足够安全度,可以满足抗震设计的要求。本工程钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构住宅的设计理念可为类似结构设计提供参考。     

天津津塔钢板剪力墙焊接应力监测与数值模拟

天津津塔为采用钢板剪力墙系统的超高层钢结构建筑,考虑到结构的特殊性和施工过程对结构应力状态造成的影响,在两种类型钢板墙的重要位置布置了传感器,对施工过程进行了应力监测。通过改变焊接顺序和焊接速度监测了剪力墙焊接应力场及残余应力场的变化;同时采用间接和直接的耦合分析方法分别对结构的应力状态和热效应进行了有限元模拟。在分析中采用了单元生死技术模拟焊接过程对结构的温度和应力场的影响,与温度场和应力场监测结果的对比分析证实了有限元模拟的有效性。不仅为天津津塔结构的性能评价和施工方法提供了依据和建议,对其他钢板剪力墙结构的设计与施工也具有参考价值。     

超高层建筑项目中的核心筒组合钢板剪力墙施工技术

以绿地山东国际金融中心项目为案例,针对其混凝土组合钢板剪力墙结构体系的施工难点,从钢结构深化、构件加工、物流运输、安装焊接等方面出发,对钢板剪力墙的关键施工工艺进行了总结。项目实施效果较好,证明所述工艺措施具有一定的推广和应用价值。     

高承载钢板剪力墙抗震性能试验研究

框架-阻尼框筒是以框架-钢板剪力墙代替框架-核心筒结构中的钢筋混凝土核心筒,通过钢板剪力墙提供阻尼和刚度,形成了新的减震体系。基于该体系在超高层建筑中应用需求,完成了2个足尺钢板剪力墙的低周往复加载试验,对比分析了剪力墙在循环荷载作用下的承载力、延性、刚度及耗能能力,并与相应有限元结果进行对比。结果表明,所提出的高承载钢板剪力墙具有优良的延性和耗能能力,屈服荷载和极限荷载分别超过3300kN和5500kN,满足相应抗震设计要求。同时,有限元分析结果与试验结果吻合较好,可用于后续钢板剪力墙的优化。     

装配式交叉密肋钢板剪力墙参数影响分析

提出装配式交叉密肋钢板剪力墙结构,利用有限元分析方法建立纵横密肋钢板剪力墙试验有限元模型,验证建模方法的有效性及可靠性; 建立交叉密肋钢板剪力墙有限元模型,选取内嵌钢板高厚比、密肋钢板网格尺寸2个参数进行变参分析,对比各系列试件的滞回曲线、黏滞阻尼系数、骨架曲线及刚度退化情况,分析内嵌钢板墙几何参数对交叉密肋钢板剪力墙滞回性能的影响,并给出两参数的合理取值范围。结果表明:内嵌钢板高厚比λ≥500时,试件耗能能力、侧向承载能力及延性等性能随内嵌钢板高厚比的减小而显著提升,当λ<500时,上述性能提升幅度不明显,内嵌钢板高厚比λ建议取值500～600; 交叉密肋网格尺寸对试件滞回性能影响显著,试件各项性能随交叉密肋网格尺寸的减小而提升,且提升幅度与网格尺寸减小幅度呈正相关,交叉密肋网格肋板条数建议取值小于等于5×5。     

超高层建筑剪力墙设计与研究的最新进展

针对超高层建筑剪力墙的研究与应用实践,对国内外剪力墙的发展历程进行了较为全面的回顾,对现浇钢筋混凝土剪力墙、钢-混凝土组合剪力墙和钢板剪力墙的分类与主要力学性能进行了阐述,并针对超高层建筑剪力墙设计中需要注意的关键技术问题进行了讨论。     

联肢钢板-混凝土组合剪力墙性能化设计方法及静力弹塑性分析

为代替传统的钢筋混凝土剪力墙,充分发挥组合剪力墙结构体系的良好抗震性能,使其易于满足9度抗震设防的设计要求,同时控制墙肢的厚度,以便获取更大的建筑使用面积,钢板-混凝土组合剪力墙被设计应用于9度区高层建筑结构中。根据LEELATAVIWAT等提出的塑性设计方法,并结合对应的内力调整措施,对基于能量平衡的组合联肢剪力墙结构塑性设计方法进行了相关梳理和推导。并且在9度抗震设防条件下,基于此方法设计了12个联肢组合剪力墙结构算例,采用ABAQUS有限元软件对12个算例进行静力弹塑性分析及抗震性能研究。同时对各个结构算例的静力推覆曲线、结构整体屈服、墙肢内力、连梁剪力发展规律以及结构耦连比指标发展规律进行讨论分析。结果表明,12个结构算例中,耦连比的发展规律在单向推覆分析中符合理论和设计的基本预期,说明联肢组合剪力墙结构的"双重抗震防线"机制目标在基于能量平衡的塑性设计方法中能够较好地得到实现。     

钢板剪力墙弹塑性分析

分析了钢板墙从弹性屈曲到拉力带全部屈服的受力全过程。在弹性屈曲阶段,引入了弹性嵌固系数以考虑框架约束的影响。在弹塑性阶段,考虑了拉力带倾角、塑性变形系数和屈服后阶段弹性模量折减等影响,用斜拉杆模型合理地模拟了拉力带的受力过程,推导了斜拉杆初始屈服应力、极限应力、钢板墙剪力和位移计算公式。分别计算了钢板和纯框架的单独作用,然后再考虑其组合作用,得到了钢板墙的弹塑性荷载-位移曲线,通过算例验证了公式的有效性。     

C型钢板剪力墙截面特性分析

C型钢板剪力墙以其独特的构造,能较好地适应高层建筑的功能和结构受力要求.对其特殊截面的剪切中心进行理论分析,采用近似法和精确法两种方式加以阐述;对多块钢板组成的构件的板件局部稳定性能进行有限元分析,分析结果与四边简支板件的临界值相符,可确定板组约束系数.通过有限元分析板件的局部屈曲,可更清楚地认识板件的屈曲特性.     

不同屈曲约束形式的钢板剪力墙往复剪切性能试验

为研究不同冷弯薄壁型钢屈曲约束形式的钢板剪力墙的往复剪切性能,剥离框架对钢板剪力墙结构抗侧力的贡献,单独对3个不同屈曲约束形式的钢板剪力墙结构试件和1个纯钢板剪力墙结构试件进行了拟静力试验研究,并通过试验与理论分析揭示了不同屈曲约束形式的钢板剪力墙在往复剪切作用下的力学性能与失效机理。结果表明:冷弯薄壁型钢对钢板剪力墙的面外变形具有较好的约束作用,显著提高了钢板剪力墙的耗能能力、延性和承载力; 竖向屈曲约束构造形式对钢板剪力墙的耗能能力提高效果最好,其次是水平约束形式,最差是45°斜向约束形式; 对于带45°斜向约束的试件而言,由于约束形式非轴向对称,其承载力在推、拉方向上表现出明显的差异,即在拉力带垂直于冷弯薄壁型钢约束时,其承载力更高。     

剪力墙混凝土模板使用分析

综述了组合钢模板、覆塑竹胶模板及大模板在高层建筑剪力墙施工中的应用情况，分述了各种模板在施工中的优缺点，指出了各种模板适合使用的范围。