鋼板混凝土組合剪力墻.

1、超高層建筑與鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展和應(yīng)用陳大烺 1300204020結(jié)構(gòu)工程 超高層混合結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻是一種重要的抗側(cè)力構(gòu)件。在地震作用下，核心筒剪力墻不僅承擔(dān)了大部分地震剪力，而且還起到了耗散地震能量的重要作用，是超高層混合結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵構(gòu)件。v 超高層建筑的發(fā)展和應(yīng)用v 鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展和應(yīng)用1.1超高層的定義超高層的定義 1972年8月在美國(guó)賓夕法尼亞洲的伯利恒市召開的國(guó)際高層建筑會(huì)議上，專門討論并提出高層建筑的分類和定義。第一類高層建筑：9-16層（高度到50米）；第二類高層建筑：17-25層（高度到75米）；第三類高層建筑：26-40層（最高到100米）；超

2、高層建筑：40層以上（高度100米以上）。 我國(guó)民用建筑設(shè)計(jì)通則GB503522005規(guī)定：建筑高度超過(guò)100m時(shí)，不論住宅及公共建筑均為超高層建筑。1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用1.2超高層的發(fā)展超高層的發(fā)展1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用 1909年建成的紐約 “大都會(huì)人壽保險(xiǎn)公司大樓，到2013年底，目前世界最高的100座建筑中，有58座是從2005年底到現(xiàn)在的7年中建成的。 就高度上超過(guò)300米的超高層而言，在1990年全球范圍內(nèi)僅有13座，而到了2013年底這一數(shù)字已達(dá)到70左右，即在過(guò)去的二十年里增長(zhǎng)了538%。單單在2013年就有十幾座超高層建筑

3、建成，為歷史之最。 擁有最高建筑的主導(dǎo)性地區(qū)已經(jīng)迅速發(fā)生改變。近至1990年，世界最高的100座建筑中有80%位于北美，而到2012年底這一比例預(yù)計(jì)僅有20%，主導(dǎo)地區(qū)轉(zhuǎn)向了亞洲（42%，僅中國(guó)就占34%）和中東地區(qū)（32%，僅迪拜就占21%）。1.3超高層的結(jié)構(gòu)形式超高層的結(jié)構(gòu)形式1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用 超高層建筑重力荷載巨大，結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值可達(dá)數(shù)十萬(wàn) t 以上，豎向構(gòu)件除需受很大的豎向荷載外，在抵抗風(fēng)荷載和地震作用也需發(fā)揮巨大作用。 為滿足結(jié)構(gòu)的承載力及延性的要求，充分發(fā)揮鋼材與混凝土的強(qiáng)度，降低構(gòu)件尺寸，減輕建筑自重，提高建筑使用空間，鋼-混凝土組合在超高

4、層建筑得到了廣泛的運(yùn)用。1.3超高層的結(jié)構(gòu)形式超高層的結(jié)構(gòu)形式1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用 巨型鋼管混凝土柱、型鋼混凝土柱，內(nèi)置鋼桁架斜撐混凝土組合剪力墻、型鋼混凝土框架+混凝土核心筒結(jié)構(gòu)1.3超高層的結(jié)構(gòu)形式超高層的結(jié)構(gòu)形式1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用 例如深圳京基100金融中心采用型鋼混凝土內(nèi)筒，鋼管混凝土框架體系，其中大的巨型柱尺寸2.7m3.9m。材料強(qiáng)度高，混凝土為C80，構(gòu)件含鋼量大，為9.13%。1.3超高層的結(jié)構(gòu)形式超高層的結(jié)構(gòu)形式1 超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用超高層建筑的發(fā)展與應(yīng)用 深圳京基金融中心超高層建筑型鋼混凝土剪力墻的施工現(xiàn)場(chǎng)情況。

5、2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用2.1鋼板混凝土組合剪力墻的概念鋼板混凝土組合剪力墻的概念2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用 組合剪力墻由內(nèi)填鋼板和鋼筋混凝土板組成，它們之間通過(guò)栓釘進(jìn)行連接。2.2鋼板混凝土組合剪力墻的種類鋼板混凝土組合剪力墻的種類2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)澆鋼板混凝土組合剪力墻預(yù)制鋼板混凝土組合剪力墻 根據(jù)施工方法與受力機(jī)理的不同，可分為兩類:現(xiàn)澆混凝土板鋼板組合墻和預(yù)制混凝土蓋板鋼板組合墻。2.3鋼板混凝土組合剪力

6、墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用 上世紀(jì)60年代日本提出了在鋼板支撐周圍澆筑鋼筋混凝土以防止鋼支撐的屈曲，使剪力墻獲得較好的延性和耗能能力，并在日本名古屋地鐵公車站率先采用了這種內(nèi)置鋼板鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。 核工業(yè)的發(fā)展對(duì)鋼板混凝土組合剪力墻的設(shè)計(jì)、發(fā)展與應(yīng)用起到了推動(dòng)作用，19世紀(jì)80年代末到90年代中期，針對(duì)于核電廠對(duì)鋼板混凝土組合剪力墻的使用進(jìn)行了大量的研究。 在此之后的一段時(shí)間內(nèi)（90年代之前）由于缺少理論研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼板混凝土組合剪力墻并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)由周邊框架和內(nèi)嵌鋼板組成的純鋼板剪力墻在于20世

7、紀(jì)70年代被提出。 早期鋼板剪力墻主要應(yīng)用在美國(guó)，加拿大、和日本，如日本鋼鐵大廈、東京新宿的Shinjuku Nomura Tower，神戶Kobe City Hall，美國(guó)加州的Sylmar County Hospital，達(dá)拉斯的Hyatt Regency Hotel等豎縫鋼板墻構(gòu)造加勁鋼板剪力墻單元2.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用2.3鋼板混凝土組合剪力墻與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻與應(yīng)用 我國(guó)1989年的上海新錦江飯店、都江堰災(zāi)后重建幸福家園、 75層337m的天津津塔以及昆明世紀(jì)廣場(chǎng)、深圳梅山苑都

8、使用了鋼板剪力墻體系。上海新錦江飯店天津津塔2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用 1995年，加拿大的Link研究了帶加勁肋的雙層鋼板剪力墻 。 該組合墻的破壞模式是拉桿模型，在大變形情況下還可利用屈曲后強(qiáng)度，具有良好的延性。 2000年，日本九州大學(xué)的Matsui、Hitaka等學(xué)者中提出以開縫鋼板剪力墻為基礎(chǔ)，鋼板兩側(cè)外夾混凝土板，形成開縫鋼板混凝土組合剪力墻。開縫改變了鋼板墻的受力模式，使鋼板由剪切變形轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢冃巍?.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用 認(rèn)識(shí)到“傳統(tǒng)組合墻”

9、的不足,2002年，美國(guó)加州大學(xué)的Astaneh-As提出“改進(jìn)型，組合鋼板墻，即在混凝土板和框架梁柱之間設(shè)縫，試驗(yàn)中縫隙填充泡沫聚苯乙烯。 設(shè)置縫隙避免了混凝土板在加載初期直接參與受力發(fā)生破壞; 和未設(shè)縫組合墻相比，設(shè)縫組合鋼板墻的損壞程度明顯降低，結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形也有所減小，組合墻具有更好的延性和滯回性能，滯回性能更為穩(wěn)定。2.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用2003年，clubley等人分析了雙層鋼板組合墻，又稱Bi-steel組合墻。 試驗(yàn)和有限元模擬結(jié)果表明雙層鋼板組合墻具有很強(qiáng)的抗剪強(qiáng)度。Bi-st

10、eel組合墻 2004年Hossain K.M.A.和Wright對(duì)壓型鋼板組合墻混凝土板和壓型鋼板進(jìn)行了單調(diào)和低周反復(fù)加載試驗(yàn)，研究表明組合墻的縱向抗彎剛度能夠預(yù)防墻體過(guò)早發(fā)生整體屈曲。2.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用 1995年至今，我國(guó)同濟(jì)大學(xué)的李國(guó)強(qiáng)等，清華大學(xué)聶建國(guó)、郭彥林等，哈爾濱工業(yè)大學(xué)董莉、張素梅等，中國(guó)建筑科學(xué)研究院孫建超、蔣冬啟等都先后對(duì)鋼板混凝土的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了大量研究，研究一致表明：極限承載力大、滯回耗能能力強(qiáng)、抗震性能優(yōu)異。董莉、張素梅提出的兩側(cè)開縫鋼板混凝土組合剪力墻郭彥林提出

11、的防屈曲鋼板混凝土組合剪力墻2.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用雙鋼板混凝土組合剪力墻試件滯回曲線鋼筋混凝土剪力墻試件滯回曲線2.3鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展鋼板混凝土組合剪力墻的發(fā)展2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用上海中心高度：632/603m結(jié)構(gòu)形式：巨型框架+核心筒+鋼外伸臂核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用武漢綠地

12、中心高度：632m結(jié)構(gòu)形式：巨型框架+核心筒+鋼外伸臂核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用深圳平安國(guó)際金融中心高度：660/597m結(jié)構(gòu)形式：巨型支撐框架+核心筒+鋼外伸臂核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用廣州東塔高度：530m結(jié)構(gòu)形式：巨型框架+核心筒+鋼外伸臂核心筒：雙鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)

13、：C80狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用天津高銀117大廈高度：597m結(jié)構(gòu)形式：巨型支撐框架+核心筒核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C70狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用嘉陵帆影二期高度：468m結(jié)構(gòu)形式：巨型支撐框架+核心筒核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建三期塔樓：34層，總高度174.8米。二期塔樓：99層，總高度468米。裙樓：6

14、層，總高度40.33米。2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用武漢中心高度：438m結(jié)構(gòu)形式：巨柱框架+核心筒+伸臂桁架體系核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用大連國(guó)貿(mào)中心大廈高度：433m結(jié)構(gòu)形式：外巨柱框架+內(nèi)型鋼混凝土筒體核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2

15、鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用北京國(guó)貿(mào)三期高度：330m結(jié)構(gòu)形式：型鋼混凝土框架+核心筒核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：已建成2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用北京財(cái)富中心二期辦公樓高度：265m結(jié)構(gòu)形式：鋼管混凝土框架+鋼筋混凝土核心筒核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用南昌綠地紫峰大廈高度：2

16、68m結(jié)構(gòu)形式：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒：型鋼混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C60狀態(tài)：在建2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鹽城廣播電視塔主塔高度：195m結(jié)構(gòu)形式：八角筒+四角剪力墻+框架核心筒：雙鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C50狀態(tài)：已建成2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用中國(guó)國(guó)家博物館高度：42.5m結(jié)構(gòu)形式：多筒體+部分框架結(jié)構(gòu)核心筒：鋼板混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等

17、級(jí)：C50狀態(tài)：已建成2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用廣州西塔高度：432m結(jié)構(gòu)形式：交叉網(wǎng)筒+核心筒核心筒：型鋼混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C80狀態(tài)：已建成2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用深圳京基金融中心高度：441.8m結(jié)構(gòu)形式：巨型支撐框架+核心筒+鋼外伸臂核心筒：型鋼混凝土組合剪力墻核心筒混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)：C80狀態(tài)：已建成2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用廣州東塔鋼板剪力墻施工2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用2 鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用鋼板混凝土組合剪力墻發(fā)展與應(yīng)用廣州東塔鋼板剪力墻施工2.4鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用鋼板混凝