常云倩　婁汝偉

摘要：內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻一種新型的墻體結(jié)構(gòu)，承載力高、剛度大、抗震性好是它的優(yōu)點。雖然內(nèi)置銅板銅筋混凝土剪力墻得到了光分的應用，但是不論在研究領(lǐng)域還是業(yè)界，這種形式的剪力墻的受認識程度還十分有限。本文從內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)簡介、發(fā)展背景、性能參數(shù)分析等幾方面進行了論述，系統(tǒng)的分析該種剪力墻的抗震性能。

關(guān)鍵詞：置鋼板鋼筋混凝土剪力墻；抗震性能；變形能力；承載能力；性能對比

引言

伴隨著高層建筑的不斷出現(xiàn)，內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻因其具有承載力高、延性好、耗能能力強等優(yōu)點，在建筑業(yè)被得到越來越普遍的應用。

1.內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻抗震性能研究背景

1.1剛一混凝土組合結(jié)構(gòu)簡介。剪力墻用在剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，是用在高層建筑結(jié)構(gòu)中。剪力墻是利用建筑外墻和內(nèi)墻隔墻位置布置的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻，屬于下端固定在基礎(chǔ)頂面上的豎向懸臂板。豎向荷載在墻體內(nèi)主要產(chǎn)生向下的壓力，側(cè)向力在墻體中產(chǎn)生水平剪力和彎矩，因為這類墻體具有較大的承受水平力（水平剪力）的能力，故被稱為剪力墻。剪力墻的高度一般與整個房屋高度相同，自基礎(chǔ)至屋頂。在立面上剪力墻常常因開門開窗，穿行管道而需要開設(shè)洞口，這時應盡量使洞口上下對齊，布置規(guī)則，使洞口至強邊及相鄰洞口之間形成墻肢，上下洞口之間形成梁。

內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻一種新型的墻體結(jié)構(gòu)，承載力高、剛度大、抗震性好、動力性能好、構(gòu)件截面尺寸小、施工快速方便是它的優(yōu)點。

與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)具有更高的承載力，內(nèi)置的鋼板鋼筋可以與混凝土結(jié)構(gòu)更充分地協(xié)同工作，另外，此結(jié)構(gòu)變形能力強且延性好，又比剛結(jié)構(gòu)剛度大，不容易失穩(wěn)。

1.2剛一混凝土組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展。從上個世紀80年代初至今，我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展、鋼鐵產(chǎn)量快速增長、鋼材品種逐步增加、科研經(jīng)驗漸漸積累，內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在我國也得到了越來越普遍的應用。例如，金茂大廈、北京LG大廈、京廣中心大廈、上海環(huán)球金融中心、深圳地王大廈、賽格廣場等超高層建筑，均全部或者部分采用內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻抗震性能分析

2.1高寬比對于抗震性能的影響。高寬比在墻體破壞形式中有著相當大分量的作用。高寬比越大，墻體的耗散能力越好。墻體的破壞主要原因是彎曲主裂縫的發(fā)展，最終導致底部混凝土壓碎與邊沿鋼筋屈曲。高寬的試件比較小，該試件的混凝土強度低，內(nèi)置鋼板較薄，混凝土與鋼板之間沒有采取任何粘結(jié)措施，是破壞仍然呈彎曲的主要原因。這些因素疊加在一起，很容易致使墻體平面外失穩(wěn)，從而導致墻體的破壞形式與其他較小高寬比的試件差異。

2.2墻體厚度對于抗震性能的影響。結(jié)構(gòu)抗側(cè)承載能力隨著鋼板鋼筋外包的混凝土層厚度的增大而增強。從極限位移值和極限位移角角度來說，厚度小的試件變形能力比厚度大的試件小。原因是，混凝土為鋼板提供了較強的約束作用，這樣的約束作用有助于防止鋼板發(fā)生局部屈曲，進而防止試件過早發(fā)生平面外失穩(wěn)。

2.3鋼板與混凝土之間的構(gòu)造措施對于抗震性能的影響。據(jù)文獻資料顯示，用于連接鋼構(gòu)件與混凝土之間的剪力連接件很重要。該構(gòu)件與內(nèi)置光鋼板試件相比，鋼板上焊接栓釘試件的裂縫發(fā)展比較緩慢，裂縫數(shù)量較少。這表明，栓釘在抑制裂縫開展、保證混凝土與鋼板共同工作方面起到了很大的作用。拉結(jié)筋對于結(jié)構(gòu)極限承載力、變形能力以及延性的作用微弱，只是對于構(gòu)件初始階段的抗震性能有一定幫助，沒有在鋼板上焊接栓釘?shù)男Ч谩?/p>

2.4內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻與普通剪力墻對比分析。對比內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻與普通鋼筋混凝土剪力墻的抗震性能參數(shù)可知：內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻的破壞形式變?yōu)檠有云茐?，相對普通鋼筋混凝土剪力墻峰值承載力和極限變形能力都有顯著提高。延性和耗能能力也有所增強，破壞時的等效粘滯阻尼系數(shù)得到了提高，滯回曲線也顯得更加飽滿。內(nèi)置鋼板鋼筋可以顯著的提高構(gòu)件的抗震性能。這樣，在承載力相同的情況下，內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻抗剪剛度更大。這樣不但提高了高層建筑的空間使用率，而且所受的地震作用也得到了減小。

3.結(jié)論與展望

本文從內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)簡介、發(fā)展背景、性能參數(shù)分析等幾方面進行了論述，得出如下結(jié)論：

對比內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻與普通鋼筋混凝土剪力墻的抗震性能參數(shù)可知：加入鋼板后，剪力墻的破壞形式由脆性破壞變?yōu)檠有云茐?，峰值承載力和變形能力都有顯著提高，延性和耗能能力也有所增強。鋼板鋼筋對于提高構(gòu)件的抗震性能幫助十分顯著，所以，在相同承載力的情況下，內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻不但擁有厚度小自重輕的特點，而且擁有更好的剛度。這不但使其在建筑市場的應用更為廣闊，而且基礎(chǔ)尺寸也得到了，所受的地震作用也隨之減小。

根據(jù)上述論述以及對內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)性能分析，對于內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻的設(shè)計方面有以下幾點建議：

（1）鋼板厚度在允許的范圍內(nèi)，可以適度加厚，以此使墻體擁有一定的延性，防止墻體過早失穩(wěn)，進而脆性破壞；

（2）提高混凝土強度。混凝土對鋼板有很好的約束作用，可以保持其維持剛性結(jié)構(gòu)，墻體的強度和剛度隨著混凝土外包層厚度的增大而編號；

（3）剛板上焊接栓釘。焊接栓釘可以提高構(gòu)件的變形能力、增大構(gòu)件的延性、提高構(gòu)件的耗能能力，此措施比鋼板打孔穿拉結(jié)筋更為有效。