钢板混凝土组合剪力墙施工技术

国瑞·西安金融中心塔楼核心筒施工中,针对钢板易变形、钢筋穿筋及模板固定困难,墙体混凝土浇筑时易裂缝等问题,通过样板墙试验确定混凝土配合比,采用BIM技术降低钢筋绑扎难度,保证了组合剪力墙浇筑质量。     

核心筒裂缝控制技术

核心筒在剪力墙结构中作用非常重要,由于使用大流动度的泵送混凝土浇筑施工,在施工中墙体容易出现裂缝。如何控制剪力墙施工质量,尤其是核心筒部位的墙体裂缝,已成为工程质量控制的重点和难点。本文从实际工程出发,阐述了核心筒结构剪力墙裂缝控制的技术要点。     

海口双子塔-南塔核心筒设计与研究

为了提高结构抗震性能,海口双子塔-南塔核心筒在底部范围、伸臂桁架相关范围、顶部范围采用钢板混凝土剪力墙,探讨了型钢钢板对核心筒剪力墙的影响,伸臂桁架设置位置对墙肢拉应力的影响。通过对结构进行地震作用下的等效弹性分析,确定剪力墙墙肢内的型钢截面尺寸、钢板截面尺寸及配筋面积;通过对结构进行动力弹塑性时程分析,研究在罕遇地震作用下的剪力墙塑性损伤、剪力墙内型钢与钢筋的应力状态。结果表明,钢板混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙相比,墙肢厚度减小,墙肢拉应力满足要求;设置伸臂桁架能有效降低底部墙肢拉应力;在罕遇地震作用下墙体边缘构件型钢和纵筋、钢板均为弹性状态,部分连梁钢板达到屈服,连梁纵筋接近屈服。配置了型钢和钢板的剪力墙满足各项设计要求。     

混合结构中常用剪力墙形式抗震性能研究

采用有限元程序ADINA,考虑了核心筒墙体高宽比、混凝土等级、轴压比、配筋率和边缘约束指标以及型钢混凝土剪力墙边缘构件含钢率等因素的影响,对混合结构主要抗侧力构件——核心筒墙体的抗震性能进行了分析,并对混合结构中剪力墙抗震性能的主要影响参数提出了建议。     

不同类型钢-混凝土组合剪力墙超高层结构抗震性能对比

采用结构分析软件Perform-3D对分别带有内置钢板混凝土组合剪力墙、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙以及传统的型钢混凝土剪力墙的框架-核心筒结构进行静力和动力弹塑性分析,研究了三种剪力墙对整体结构的动力特性、位移反应和地震损伤的影响。研究表明,带有三种组合剪力墙的结构整体抗震性能优劣顺序依次为内置钢板混凝土组合剪力墙结构、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙结构、型钢混凝土组合剪力墙结构。     

中国尊大厦内置钢板支撑混凝土剪力墙设计研究

为减轻结构总重量、控制墙身截面厚度、满足轴压比和抗震性能要求,中国尊大厦核心筒底部区域采用内置钢板混凝土剪力墙,中间区段采用内置钢板支撑混凝土剪力墙;在结构塔冠位置(104层及以上)由于刚度突变及鞭梢效应的影响,采用内置钢板混凝土剪力墙等措施予以加强。由于目前尚无内置钢板支撑混凝土剪力墙抗震性能的研究,因此对内置钢板支撑混凝土剪力墙进行了专项试验研究和动力弹塑性分析。结果表明,内置钢板支撑混凝土剪力墙施工简单,混凝土浇筑密实度容易得到保证。其刚度和受剪承载力与内置H型钢混凝土剪力墙的刚度和受剪承载力基本相同,两种墙的极限变形能力和耗能能力也基本相当。     

带高强混凝土钢板剪力墙的超高层框架-核心筒结构抗震性能研究

基于11个高强混凝土钢板剪力墙模型试验,采用有限元软件PERFORM-3D完成了不同设计参数的试件在低周反复荷载作用下的模拟分析,对比了抗剪承载力、刚度、滞回性能等参数,验证有限元模型的合理性,确定整体结构中剪力墙模型参数。采用非线性时程分析,对比研究带高性能剪力墙的超高层框架-核心筒结构与带普通钢筋混凝土剪力墙的超高层框架-核心筒结构整体地震响应和剪力墙材料损伤等差异。分析结果表明:带高强混凝土钢板剪力墙的超高层框架-核心筒结构底部剪力墙的损伤程度和范围明显减小,其底部剪力墙混凝土最大压应变与原结构相比最大可减小42.9%,钢板最大拉应变与原结构相比最大可减小64.9%。构件试验与整体结构分析均证明高强混凝土钢板剪力墙结构抗震性能优越,结构底部剪力墙损伤得到有效控制。     

钢-混凝土组合剪力墙在平安金融中心的应用

在超高层结构的核心筒设计中,为减薄墙的厚度,可在剪力墙体中设置钢板,形成钢-混凝土组合剪力墙结构。结合平安金融中心项目的钢-混凝土组合剪力墙的结构设计与施工,对钢-混凝土组合剪力墙的连接构造、施工措施等进行探讨,并对其在工程中的应用提出一些建议。     

现浇混凝土地下室内衬钢板的施工

某科研楼现浇钢筋混凝土地下室如图1所示,底板、墙体均为200号B8抗渗混凝土,内衬10mm热轧钢板,板缝间坡口焊接,要求满焊、焊透。钢板内侧设1层钢丝网,用200号细石混凝土现浇。其主要施工方法如下: 1 施工程序基坑开挖→垫层浇筑→定位放线→底板、墙体钢筋绑扎→底板钢板埋设、焊接→底板混凝土浇筑→墙体钢板拼装→墙体外壁单面支模→墙体混凝土浇筑→底板细石混凝土浇筑→内侧壁支模→内侧壁细石混凝土浇筑→顶板施工。从地下室施工来看,内衬钢板的施工质量要求高,量大,是一关键工序。 2 施工要点     

内置钢板深梁剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板深梁剪力墙是由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁、混凝土墙体及其连接构件组成。对5个1/5缩尺的该组合剪力墙模型进行了低周反复荷载试验。试验分两阶段进行,第一阶段试验研究位移角小于1/50试件的抗震性能,第二阶段试验研究第一阶段损伤试件修复后的抗震性能,修复采用剪力墙边框钢管间两侧贴焊薄钢板的方法。分析了各试件修复前后的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度退化、位移延性、耗能性能。结果表明：内置钢板深梁剪力墙的钢管混凝土柱、钢板深梁、混凝土墙体及连接构件相互作用,协同受力,具有良好的抗震性能;变形特征具有阶段性,在混凝土和部件连接界面损伤前与整体剪力墙变形接近,在连接界面损伤滑移后与带竖缝剪力墙接近。     

平安金融中心钢-混凝土组合剪力墙设计分析

在钢筋混凝土剪力墙中两端设置型钢暗柱、中部设置钢板,形成钢-混凝土组合剪力墙结构,能充分发挥钢-混凝土组合结构优势,提高剪力墙承载力,减小截面厚度,改善结构抗震性能。采用有限元软件ABAQUS对平安金融中心核心筒区域钢-混凝土组合剪力墙进行了计算分析。结果表明,对于钢-混凝土组合剪力墙,只要构造设计合理,内埋的型钢、钢板与钢筋混凝土在达到极限承载力前是协同工作的。     

高层建筑剪力钢板层筒架支撑式钢平台施工技术

南京金鹰天地广场项目在T1塔楼核心筒低区设置了钢板-混凝土组合剪力墙。在施工中利用钢平台模架装备,通过剪力钢板合理分段、优化钢平台梁布置、设置可拆卸梁,以及合理规划工序搭接等措施,形成了钢平台环境下剪力钢板吊装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等成套技术,加快了剪力钢板层的施工进度,相关经验可供类似工程参考。     

箱形钢板剪力墙稳定性分析

箱形钢板剪力墙是由一系列热轧H型钢焊接而成,管腔内可根据需要浇筑或不浇筑混凝土,从而形成组合箱形钢板剪力墙和纯钢箱形钢板剪力墙两种墙体形式。与普通钢板剪力墙相比,两者不同之处在于箱形钢板剪力墙能同时承受竖向荷载和水平荷载。通过对一字形截面箱形钢板剪力墙的整体稳定和局部稳定进行理论分析,推导出墙体高厚比和板件宽厚比限值和计算式,计算结果与有限元分析结果吻合良好。分析表明:在相同轴压比下,箱形钢板剪力墙的高厚比比钢筋混凝土剪力墙的高厚比有所提高。由于管内混凝土的存在,组合箱形钢板剪力墙钢板的局部屈曲能力增强,相应的宽厚比限值较纯钢箱形钢板墙可适当放宽。     

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。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

大厚度组合剪力墙早期温度场试验研究

大厚度钢板-混凝土组合剪力墙在施工中会产生大量水化热且不易散热,带来的温度问题极易导致墙体裂缝。为了研究组合剪力墙的早期温度变化规律,进行了墙厚度达1.7 m的足尺剪力墙模型试验,从浇筑混凝土开始进行了为期30 d的实时温度监测,通过对组合剪力墙的温度变化规律、温差变化规律及温度梯度变化规律的分析,研究了温度场变化规律及其与墙体裂缝之间的内在联系,并与规范限值进行了对比,对钢板-混凝土组合剪力墙温度裂缝的预防提出了建议。     

天津恒隆广场薄钢板—混凝土组合剪力墙施工

以天津恒隆广场项目为例,针对项目多处设置钢板剪力墙,钢板厚度较薄的特点,对钢板剪力墙的施工工艺进行了研究,介绍了该项目在钢板剪力墙施工过程中构件加固、钢筋连接、模板加固、混凝土浇筑等施工技术,形成一套完整的施工技术措施,取得了良好的经济和社会效益,具有较强的发展应用前景。     

基于ETABS软件平台的型钢混凝土框架——钢筋混凝土剪力墙结构协同抗震性能研究

由型钢混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙两种结构组合而成的结构，外框架的刚度较小，弹性极限变形值和延性系数却较大；内筒RC剪力墙以及竖向支撑RC柱刚度大，弹性极奶变形值和延性系数却较小。整个结构在经反复的水平地震作用下，墙体或坚向支撑很快就超越自身的较小弹性极限变形值，外框架尚未充分发挥其自身的水平抗力，而RC墙体出现裂缝。本文列举某型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构，地上46层，地面以上高度151．8米，建筑沿高度方向不连续，其中一层至五层为裙楼。五层以上为塔楼核心筒，结构采用三重结构体系抵抗分别由型钢混凝土柱，钢筋混凝土核心筒结构以及构成核心筒和型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架构成。通过ETABS有限元分析软件建立模型。提出型钢混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙“协同抗震”的抗震概念设计。对于型钢混凝土框架一钢筋混凝土剪力墙结构，应该提高核心筒剪力墙的延性，使抗侧刚度和结构延性更好的匹配，达到外框架和内筒有效的协同抗震。     

数据

正200米随着地上38层钢板剪力墙的最后一个区段混凝土浇筑完毕,由中建三局承建的中国结构第一高楼——117大厦主塔楼结构标高达200.94米,顺利突破200米。117大厦主塔楼核心筒施工至38层,外框水平楼板施工至18层,巨柱施工至32层。2014年,117大厦施工速度将进一步加快,最快可达三天一个结构层的施工速度,预计明年下半年,117大厦主塔楼将超越由中建三局在1991年建成的总高度为415.2米的天津广播电视塔,届时117大厦将成为天津城市的制高点。     

内置钢板-混凝土剪力墙抗剪承载能力模拟研究

内置钢板-混凝土组合剪力墙在钢筋混凝土剪力墙截面中配置钢板,充分发挥了钢筋混凝土和钢板的作用,其抗弯、抗剪性能有了明显提高。本文通过ABAQUS有限元软件建立组合墙体的精细化模型进行数值分析,并将模拟结果与试验结果进行对比,验证模型的正确性。随后通过36组模型研究了钢板厚度、混凝土强度和轴压比对组合墙体抗剪承载力的影响。最后结合中国、美国和日本的相关结构设计规范,对内置钢板-混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力计算公式提出修改建议。