宣講防屈曲耗能鋼板墻

1、防屈曲耗能鋼板墻防屈曲耗能鋼板墻Buckling Restrained Steel Plate Shear Wall純鋼板剪力墻的特點o鋼板剪力墻是內(nèi)嵌在框架中的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件，本身只承受水平作用。與混凝土剪力墻相比，純鋼板剪力墻自重輕，布置更加靈活；當(dāng)結(jié)構(gòu)水平剛度相同時，其用鋼量比純鋼框架方案少。o鋼板剪力墻根據(jù)其寬厚比min（b，t）/ t的大小，可以分為薄鋼板剪力墻和厚鋼板剪力墻。o厚鋼板剪力墻(寬厚比250)有較大的彈性初始面內(nèi)剛度，且在大震作用下具有良好的延性及穩(wěn)定的滯回性能。厚鋼板墻的最大不足是耗鋼量大及成本高，其發(fā)展受到一定的限制。o薄鋼板剪力墻(寬厚比250)由于其寬厚比較大，

2、在側(cè)向力較小時就發(fā)生局部屈曲。就耗能能力而言，薄鋼板剪力墻的滯回曲線均有不同程度的捏攏現(xiàn)象，不如厚鋼板墻滯回曲線飽滿。純鋼板剪力墻的缺點o薄鋼板剪力墻(寬厚比250)由于其寬厚比較大，在側(cè)向力較小時就發(fā)生局部屈曲。就耗能能力而言，薄鋼板剪力墻的滯回曲線均有不同程度的捏攏現(xiàn)象，不如厚鋼板墻滯回曲線飽滿。薄鋼板剪力墻開洞薄鋼板剪力墻薄鋼板剪力墻的屈曲薄鋼板剪力墻的滯回屈曲存在捏攏現(xiàn)象什么是防屈曲鋼板墻？o防屈曲耗能鋼板墻是在純鋼板剪力墻基礎(chǔ)上研發(fā)而成的一種新型抗側(cè)力構(gòu)件。它以普通鋼板作為核心抗側(cè)力構(gòu)件，通過螺栓或者栓釘?shù)瓤辜暨B接件與約束混凝土板連接。o在彈性工作階段，防屈曲鋼板墻具有很大的抗側(cè)剛度

3、；在中震、大震情況下，防屈曲鋼板墻具有非常優(yōu)秀的耗能能力！o防屈曲鋼板墻既可用于鋼結(jié)構(gòu)，也可用于混凝土結(jié)構(gòu)；既可用于新建項目，也可用于既有改造項目；o防屈曲鋼板墻只與上、下梁連接，而不與兩側(cè)的柱連接。結(jié)構(gòu)梁混凝土板抗剪連接件結(jié)構(gòu)柱紅色虛線范圍之內(nèi)為防屈曲鋼板墻鋼板防屈曲鋼板墻的優(yōu)點n彈性階段可提供較大剛度n抗震性能良好n墻體薄，自重輕，布置非常靈活n施工安裝方便，大大提高建設(shè)進(jìn)度n降低建設(shè)項目造價，經(jīng)濟(jì)性良好從上世紀(jì)90年代起，同濟(jì)大學(xué)開始研制防屈曲耗能鋼板墻，目前已經(jīng)開始應(yīng)用于實際工程。防屈曲鋼板墻的產(chǎn)品性能防屈曲耗能鋼板墻低屈服點鋼材的性能介紹序號類型屈服承載力（KN）屈服位移(mm)1T

4、J-BRSW-50-150012TJ-BRSW-50-250023TJ-BRSW-100-1100014TJ-BRSW-100-2100025TJ-BRSW-150-1150016TJ-BRSW-150-2150027TJ-BRSW-200-1200018TJ-BRSW-200-2200029TJ-BRSW-250-12500110TJ-BRSW-250-225002序號類型屈服承載力（KN）屈服位移(mm)11TJ-BRSW-300-13000112TJ-BRSW-300-23000213TJ-BRSW-350-13500114TJ-BRSW-350-23500215TJ-BRSW-400-

5、14000116TJ-BRSW-400-24000217TJ-BRSW-450-14500118TJ-BRSW-450-24500219TJ-BRSW-500-15000120TJ-BRSW-500-250002防屈曲耗能鋼板墻產(chǎn)品系列鋼材板厚屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）屈強(qiáng)比（%）伸長率（%）0度沖擊功（Akv，J）160規(guī)定值16020220-32080452720mm板試驗值161、176294、29855、6068、72250、28240mm板試驗值1502855361277225規(guī)定值22520300-40080402730mm板試驗值216、219311、30770、724

6、5、4745、5155mm板試驗值225、210315、31571、6745、45125、252表1 低屈服點鋼160、225的力學(xué)性能表2 防屈曲耗能鋼板墻規(guī)格型號表 防屈曲耗能鋼板墻的核心鋼材采用低屈服點鋼材和Q235等級鋼材制造。低屈服點鋼材俗稱軟鋼，其主要特點是屈服點穩(wěn)定，波動范圍一般在20MPa以內(nèi)，伸長率是普通鋼材的兩倍。國產(chǎn)低屈服點鋼板的材料力學(xué)性能見表1。 * 防屈曲耗能鋼板墻可根據(jù)項目實際情況進(jìn)行定制設(shè)計和生產(chǎn)。防屈曲鋼板墻的工程應(yīng)用領(lǐng)域在新建工程中，代替鋼筋混凝土剪力墻。防屈曲耗能鋼板墻能夠顯著提高結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和延性，并且具有穩(wěn)定的滯回性能，耗能性能優(yōu)良。防屈曲鋼板墻比

7、具有相同剛度的鋼筋混凝土剪力墻輕得多，因而可有效降低作用在基礎(chǔ)上的荷載以及作用在結(jié)構(gòu)上的地震作用。用于既有建筑的改造加固。相比增大構(gòu)件截面、新增剪力墻等傳統(tǒng)加固方法，采用防屈曲鋼板墻不僅可有效提高結(jié)構(gòu)剛度，而且能顯著增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，縮短施工周期，降低工程造價。作為阻尼器使用，在抗震加固項目中使用尤為合適。使用防屈曲鋼板墻作為阻尼器，在增加結(jié)構(gòu)耗能能力的同時，基本不會改變原有結(jié)構(gòu)性質(zhì)，對結(jié)構(gòu)其他部分影響很小。防屈曲鋼板墻的布置方式抗側(cè)剛度防屈曲鋼板墻的主要技術(shù)參數(shù)抗側(cè)剛度上海新錦江飯店u核心筒部分采用了鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，其鋼板厚為100 mm。寶鋼都江堰鋼結(jié)構(gòu)住宅u11層小高層住宅，采用鋼框架

8、+鋼板剪力墻體系。u該體系能合理控制用鋼量，滿足建筑靈活布置的需要，耗能性能良好。鋼板剪力墻的工程應(yīng)用北京國貿(mào)三期/2008u國貿(mào)三期工程地處八度地震帶，主塔樓的抗側(cè)力體系為筒中筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒16層及以下設(shè)置組合鋼板剪力墻。u在混凝土的約束下,組合鋼板墻的整個鋼板可以達(dá)到抗剪屈服強(qiáng)度,優(yōu)于純鋼板墻只有在對角受拉區(qū)域有效的受剪承載力。組合鋼板墻的組合機(jī)制提供了很好的延性和抗側(cè)剛度,而且鋼板兩邊都有混凝土，無需再做防火保護(hù)措施。u津塔是天津市新的地標(biāo)式建筑，高336.9米，為中國長江以北地區(qū)的第一高樓。u津塔為采用純鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的世界第一高樓。u津塔為全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，由美國SOM公司承擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)

9、計。u整體建筑為筒中筒結(jié)構(gòu)形式，由內(nèi)側(cè)核心筒與外筒組成，而核心筒則由若干電梯井及薄型鋼板剪力墻組成。天津津塔大廈/2008鋼板剪力墻的工程應(yīng)用Nippon Steel Building/20層/1970/Kobe Office Building/35層/1988/鋼板剪力墻的工程應(yīng)用u該建筑底部兩層為鋼筋混凝土剪力墻，上部四層采用了鋼板墻結(jié)構(gòu)體系，鋼板厚度1619mm。經(jīng)歷了1987年Whittier地震和1994 年Northridge 大地震。在1994 年Northridge地震中，樓內(nèi)的記錄裝置顯示的數(shù)據(jù)表明：Sylmar County Hospital/6層/1971/美國加州u頂部

10、最大加速度1.71g，最大速度140 cm/s，由此產(chǎn)生的基底剪力是設(shè)計值的數(shù)倍。u對該樓的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要受力構(gòu)件并沒有發(fā)生破壞，僅有鋼板四周一些焊縫發(fā)生微小裂紋。u該建筑整體平面呈弧形，且建筑立面由多個高度不同的部分組成長軸方向采用鋼框架-支撐體系，短軸方向采用鋼板墻。采用鋼板墻方案主要基于以下原因：u建筑方面：若采用鋼框架，構(gòu)件斷面尺寸會很大，減少了使用空間；若兩個方向均采用鋼支撐框架，則需要外包很厚的墻體，同樣占用寶貴的空間。u施工方面：由于建筑物不規(guī)則，建造商不愿采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，而且該體系又因較長的混凝土施工周期而影響整個工程的進(jìn)度。u經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)分析比較，鋼板墻體系比采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系耗鋼量大約減少1/3。Hyatt Regency Hotel/50層/美國德州達(dá)拉斯鋼板剪力墻的工程應(yīng)用United States Federal Courthouse/美國/24層The Century, San Francisco/美國/46層Shinjuku Nomura Building/日本/51層Saitama-Shintoshin National Government