钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构体系在装配式钢结构住宅中的应用

首钢二通厂南区棚改定向安置房项目1#住宅楼(24层)采用钢框架(钢管混凝土柱+H型钢梁)+防屈曲钢板剪力墙装配式钢结构体系,选择的结构抗侧力构件分别为防屈曲钢板剪力墙、中心支撑以及组合钢板剪力墙的结构体系,并对其进行了计算分析,对比了不同结构体系的关键技术指标.同时通过有限元模型研究了与防屈曲钢板剪力墙相连梁的刚度变化对钢板剪力墙受力性能的影响,针对防屈曲钢板剪力墙对钢梁的局部作用提出了加强措施.结果 表明:与其他结构体系相比,钢框架+防屈曲钢板剪力墙结构体系结构布置更加灵活,材料成本更低,并且防屈曲钢板剪力墙的布置对结构的抗扭转更有利;实际工程中防屈曲钢板剪力墙按照规范设计能够满足承载力和安全性的设计要求;设置局部加劲肋和加强框架梁腹板厚度能够延缓钢梁的应力增大,减小钢板剪力墙对钢梁局部的影响.     

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。     

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。     

钢板组合剪力墙在装配式高层住宅中的设计应用

钢板组合剪力墙作为一种新型抗侧力构件,目前在高层公共建筑中已得到应用,但在高层钢结构住宅中仍处于起步阶段。通过对某高层装配式住宅项目的结构设计与分析,介绍了钢板组合剪力墙的结构布置、模型分析计算、节点设计、构造要求及施工制作工艺等。根据设计实践结果,对这种抗侧力构件的特点、设计思路、适用性等有更深入的认识,为今后它在装配式高层钢结构住宅中的设计应用提供参考经验。     

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.     

交叉型防屈曲钢板剪力墙滞回性能有限元研究

交叉型防屈曲钢板剪力墙是装配式构件中一种新型抗侧力体系。通过有限元软件ABAQUS建立交叉型防屈曲钢板剪力墙的有限元模型进行数值模拟,研究不同参数包括构件长高比、内嵌钢板高厚比、框架柱刚度、初始缝隙对该新型抗侧力构件滞回性能的影响。研究结果表明:所建立有限元模型能较好地模拟交叉型防屈曲钢板剪力墙的抗侧力性能,承载力随着构件长高比、框架柱刚度的增大而增大;随着内嵌钢板高厚比、构件初始缝隙的增大,构件承载力减小。     

密肋网格防屈曲钢板剪力墙结构性能试验研究

为了研究密肋网格防屈曲构件对钢板剪力墙结构性能的影响,对设置防屈曲构件和不设置防屈曲构件的两榀三层钢板剪力墙结构进行了拟静力试验研究。对比分析两种结构的滞回性能,破坏模式,以及承载力、耗能和刚度等力学性能指标。研究表明：在不考虑肋条对内填板嵌固的基础上,需对密肋网格防屈曲钢板剪力墙肋板间距以及肋板刚度进行构造设计;相比于不设置防屈曲构件的钢板剪力墙,密肋网格防屈曲钢板剪力墙结构,避免了结构滞回环体的捏缩现象和墙板的整体呼吸效应,极大减弱了墙板的声响和震颤现象,降低了边框柱的破坏程度;墙板破坏为小区格内板件和边缘板件的局部屈曲,肋板未发生破坏;设置防屈曲构件结构的承载力和耗能量分别提高24%和20%,位移延性系数降低28%。     

奥林匹克公园B27-2项目防屈曲钢板剪力墙施工技术研究

以某工程为例,对防屈曲劲性钢板剪力墙的施工技术进行研究,并针对钢板剪力墙超长超宽构件变形控制难等问题,研究出高强锚栓群预埋精度控制等一系列施工技术措施,其中,最大定位轴线偏差小于1 mm,最大安装单层垂直度偏差4 mm,最大单层上端水平度偏差3 mm,最大平面弯曲2 mm,偏差均小于钢板剪力墙安装允许偏差,从而使变形量得到有效控制,为类似防屈曲钢板剪力墙施工提供经验。     

装配式防屈曲支撑构件及框架设计理论

防屈曲构件作为一种性能优越的消能减震构件,在很多国家得到广泛应用。一种新型的装配式防屈曲支撑构件,解决了传统防屈曲支撑由混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难及湿作业等诸多问题,而且现场组装更加快捷。提出了多种创新型的装配式防屈曲支撑构件形式,其外围约束构件多采用常用型钢或钢板组合而成,外围多个约束构件之间通过螺栓连接并形成捆绑作用。这种装配式防屈曲支撑的设计除了满足一般防屈曲支撑构件的约束比限值要求外,还要对外围约束构件间的"捆绑作用"进行计算以设计螺栓连接,保证多个外围约束构件满足变形协调而作为一个整体构件参与工作。还对一种由防屈曲支撑衍生出的屈曲延迟性构件的计算方法进行了介绍,其在加固改造工程中有很大应用空间。最后对防屈曲支撑框架的抗震性能与设计理论进行了探讨,并对未来研究工作进行了展望。     

三类钢板剪力墙结构试验研究

防屈曲钢板剪力墙已被试验证明是优秀的抗侧耗能构件,但墙板嵌入受弯框架时,二者之间的相互作用尚需进一步研究。为此进行了两层单跨钢框架内嵌防屈曲钢板剪力墙的试验研究,作为比较同时进行了两层单跨钢框架内嵌非加劲钢板剪力墙与两层单跨钢框架内嵌组合钢板剪力墙结构的试验研究。在试验的基础上,对试件进行有限元分析,比较了三类钢板剪力墙之间的性能差异。研究表明,防屈曲钢板剪力墙能够消除无加劲钢板剪力墙在水平荷载下产生的巨大屈曲噪声,具有较大的初始刚度与承载力,拥有良好的延性与滞回耗能性能,而且由于其屈服先于屈曲发生,对周边框架产生的附加弯矩很小;组合钢板剪力墙的性能与防屈曲钢板剪力墙相似,但由于后期外包的混凝土发生脱离,内嵌钢板剪力墙会产生拉力带,不仅对框架产生不利影响,而且自身承载力、刚度与耗能能力均有不同程度的退化。图32表1参12     

中美建筑钢结构设计方法比较——端板连接

螺栓端板连接节点是装配式钢结构和组合结构的主要连接构造形式之一,广泛应用于多层钢框架结构和门式刚架钢结构构件的连接和安装.螺栓端板连接具有螺栓用量少、构件拼装简单、工厂焊接量少、现场全螺栓连接、现场安装不受季节影响、容易拆装等综合优势,适用于构件拼接、梁柱连接、支撑连接,以及钢板剪力墙连接.螺栓端板连接可以设计成刚接节...     

Ⅰ形大高宽比屈曲约束钢板剪力墙的试验和理论研究

屈曲约束钢板剪力墙具有刚度大、抗震性能好、适用范围广的优点,大高宽比屈曲约束剪力墙可用于钢结构住宅等剪力墙尺寸受限制的建筑中。提出一种新型大高宽比屈曲约束钢板剪力墙,并对4组这种屈曲约束钢板剪力墙的缩尺模型进行单调加载和循环加载试验,并与一组纯钢板剪力墙进行对比。试验结果证明,预制混凝土板可以有效地对钢板平面外屈曲进行约束,从而大大提高钢板剪力墙的承载力和耗能性能。还通过理论研究,得到这种屈曲约束钢板剪力墙初始刚度和屈服承载力的理论公式。通过试验结果、理论公式以及有限元分析结果的对比,验证理论公式的正确性。     

组合钢板墙混凝土板厚度及剪力连接件间距的确定

组合钢板剪力墙是指由钢板、混凝土板及边缘框架通过连接构件组成的组合构件,钢板和混凝土板通过剪力连接件连接。从弹性板屈曲理论出发,针对钢板与混凝土板相互作用情况不同将组合钢板墙分成组合型墙和防屈曲型墙,研究钢板承担水平荷载、混凝土板不直接参与受力情况下组合钢板墙混凝土板厚度和剪力连接件间距的设计。对比讨论了混凝土板厚度计算公式的适用性,并给出建议以形成正在编制的广东省标准《钢结构设计技术规程》的有关章节。     

某大型薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系预拼装模拟研究

为了研究薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系模拟预拼装,进行了某大型塔楼19层第9节柱和钢板剪力墙部分构件(共18根)的预拼装模拟。试验详细分析了预拼装方案的可行性及准确性,在此基础上结合钢结构安装顺序,构件主次关系和安装基准面,介绍了结构形式复杂的薄壁组合型预拼装模拟思路。研究结果表明,三维激光扫描仪可大幅提高测量自身精度,让控制点繁多的薄壁组合型实测模型与实测构件最大程度的接近;采用的预拼装模拟实现了薄壁组合型结构的检测过程及拟合结果可视化;预拼装模拟在薄壁组合型箱体剪力墙-柱体系中的研究可为后续研究提供参考。     

非加劲与防屈曲钢板剪力墙性能及设计理论的研究现状

钢板剪力墙已被证明是高烈度区优秀的抗侧力构件,但设计方法不够成熟,阻碍了钢板剪力墙的推广应用。为服务设计,基于非加劲和防屈曲钢板剪力墙的研究历史和现状,总结出二者在性能和设计理论方面的主要研究成果,特别是对其力学性能、使用性能、工作机理、等代模型及边缘框架设计作了重点阐述。其中,最近新提出的等代模型(非加劲和防屈曲钢板剪力墙),可适用于钢框架内嵌任意厚度钢板(厚板、中厚板及薄板)的结构分析。同时,指出当前设计方法的不足之处在于不能体现钢板剪力墙延性和耗能的优势,定量反映钢板剪力墙性能优势是今后研究工作中要解决的关键理论问题。此外,对于非加劲钢板剪力墙与框架施工顺序进行了初步分析,对同步施工时非加劲钢板剪力墙受剪承载力应予以折减。图33参39     

装配式钢结构住宅地下室钢骨柱变形控制技术

以济源市富士花园公租房项目二期为例,针对装配式钢结构住宅地下室钢骨柱安装施工过程中变形控制的技术重难点及施工工艺,阐述钢结构深化设计、现场安装校正、剪力墙水平钢筋与钢骨柱搭接焊接、混凝土浇筑等关键工序防变形措施.     

装配整体式双钢板组合剪力墙抗震性能试验研究

双钢板组合(DSC)剪力墙应用于装配式钢结构建筑时，需要在施工现场浇筑混凝土，施工效率低，施工工艺复杂，湿作业量大，人工成本高，不满足建筑工业化的要求。为此，研发了装配整体式钢板组合(MPDSC)剪力墙，即在工厂预制标准化剪力墙构件，在施工现场采用少量焊接和后灌浆工艺直接装配，有效提高了施工效率。为研究MPDSC剪力墙的抗震性能，以水平接缝端柱连接方式、轴压比为主要参数，设计了1个DSC剪力墙对比试件和4个MPDSC剪力墙试件，对其进行拟静力试验。结果表明：MPDSC剪力墙破坏模式为典型压弯破坏，端柱、墙体底部钢板屈曲，屈曲波分布在基础梁上部加劲板顶端至距其100～200 mm高度范围内，内填混凝土压溃；MPDSC剪力墙滞回曲线呈梭形，峰值荷载较DSC剪力墙的约提高5%,位移延性系数大于3,当轴压比为0.2和0.4时，平均屈服位移角分别为1/186、1/157,平均破坏位移角分别为1/53、1/35,满足JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》中弹性及弹塑性移角限值要求；水平接缝位于剪力墙中部时，端柱连接方式对MPDSC剪力墙的整体抗震性能指标影响较小，因此，可以采用施工方法...     

钢板外包混凝土剪力墙板抗剪滞回性能试验研究

钢板外包混凝土预制装配式剪力墙板是在钢板剪力墙板基础上提出的一种用于高层建筑钢结构的新型抗侧力构件。它以普通钢板作为基本支撑板，钢板上、下分别与钢框架中的梁相连，两侧外包混凝土为钢板提供侧向约束，防止钢板过早屈曲失稳，同时混凝土还起到防火隔热的作用。本文通过对３个钢板外包混凝土剪力墙试件和１个纯钢板剪力墙板试件的模型试验，研究了在低周反复加载下钢板外包混凝土剪力墙板的破坏形态、延性、抗剪强度和刚度等。试验表明，钢板外包混凝土剪力墙与钢板剪力墙相比，具有良好的稳定性能和延性性能，同时其刚度和强度也大大提高。     

钢框架-防屈曲开斜槽耗能钢板剪力墙装配式结构体系抗震性能分析

防屈曲开斜槽耗能钢板剪力墙(简称开斜槽钢板墙)是一种新提出的抗侧力构件,相比于普通钢板剪力墙,具有多个可调参数、耗能稳定且延性好的优点,并可作为装配式单元,通过组装单元的方式形成装配式剪力墙结构,进一步形成不同的装配式抗侧力体系。本文介绍了钢框架-开斜槽钢板墙装配式结构体系,包括开斜槽钢板墙设计方法,装配式剪力墙结构以及结构体系设计方法,并以20层办公大楼为例进行设计,对结构在小震和大震下的抗震性能进行分析。计算结果表明,开斜槽钢板墙可提供较大的抗侧刚度,能充分发挥耗能作用,保护主体结构安全,符合双重抗侧力体系的原则,该结构体系具有优越的抗震性能。     

装配式大叠合板在某住宅工程的优化设计与施工管理要点探究

在装配式住宅中,构件通常为预制楼梯、竖向剪力墙、叠合楼板3种,以及阳台板、空调板等少数异型构件。楼梯、竖向剪力墙的单构件最大重量通常决定着本工程塔式起重机的配置,传统的叠合楼板单板重量远不及竖向墙体和预制楼梯,这样就造成机械资源浪费。主要针对某住宅工程叠合楼板优化做大,减少塔式起重机吊次和叠合板拼装次数,提高结构施工效率的要点以及对施工管理要点进行分析和探究,提供实践经验,供类似项目参考借鉴。