宣講 防屈曲耗能鋼板墻

更靈活的布置方式，更卓越的抗震性能研發(fā)：同濟大學多高層鋼結構及鋼結構抗火研究室上海同鋼建筑科技有限公司防屈曲耗能鋼板墻

BucklingRestrainedSteelPlateShearWall更薄!更輕!更經(jīng)濟!

鋼板混凝土板純鋼板剪力墻的特點鋼板剪力墻是內(nèi)嵌在框架中的抗側力結構構件，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；當結構水平剛度相同時，其用鋼量比純鋼框架方案少。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。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。薄鋼板剪力墻(寬厚比≥250)由于其寬厚比較大，在側向力較小時就發(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薄鋼板剪力墻(寬厚比≥250)由于其寬厚比較大，在側向力較小時就發(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？防屈曲耗能鋼板墻是在純鋼板剪力墻基礎上研發(fā)而成的一種新型抗側力構件。它以普通鋼板作為核心抗側力構件，通過螺栓或者栓釘?shù)瓤辜暨B接件與約束混凝土板連接。在彈性工作階段，防屈曲鋼板墻具有很大的抗側剛度；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！防屈曲鋼板墻既可用于鋼結構，也可用于混凝土結構；既可用于新建項目，也可用于既有改造項目；防屈曲鋼板墻只與上、下梁連接，而不與兩側的柱連接。結構梁混凝土板抗剪連接件結構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)點彈性階段可提供較大剛度抗震性能良好墻體薄，自重輕，布置非常靈活施工安裝方便，大大提高建設進度降低建設項目造價，經(jīng)濟性良好從上世紀90年代起，同濟大學開始研制防屈曲耗能鋼板墻，目前已經(jīng)開始應用于實際工程。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)1TJ-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-400-14000116TJ-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度（MPa）抗拉強度（MPa）屈強比（%）伸長率（%）0度沖擊功（Akv，J）160規(guī)定值160±20220-320≤80≥45≥2720mm板試驗值161、176294、29855、6068、72250、28240mm板試驗值1502855361277225規(guī)定值225±20300-400≤80≥40≥2730mm板試驗值216、219311、30770、7245、4745、5155mm板試驗值225、210315、31571、6745、45125、252表1低屈服點鋼160、225的力學性能表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性能見表1。*防屈曲耗能鋼板墻可根據(jù)項目實際情況進行定制設計和生產(chǎn)。防屈曲鋼板墻的工程應用領域在新建工程中，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構的剛度、強度和延性，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上的荷載以及作用在結構上的地震作用。用于既有建筑的改造加固。相比增大構件截面、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構剛度，而且能顯著增強結構的抗震性能，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，在增加結構耗能能力的同時，基本不會改變原有結構性質，對結構其他部分影響很小。防屈曲鋼板墻的布置方式抗側剛度防屈曲鋼板墻的主要技術參數(shù)抗側剛度上海新錦江飯店核心筒部分采用了鋼板剪力墻結構，其鋼板厚為100mm。寶鋼都江堰鋼結構住宅11層小高層住宅，采用鋼框架+鋼板剪力墻體系。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用北京國貿(mào)三期/2008國貿(mào)三期工程地處八度地震帶，主塔樓的抗側力體系為筒中筒結構，內(nèi)筒16層及以下設置組合鋼板剪力墻。在混凝土的約束下,組合鋼板墻的整個鋼板可以達到抗剪屈服強度,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制提供了很好的延性和抗側剛度,而且鋼板兩邊都有混凝土，無需再做防火保護措施。津塔是天津市新的地標式建筑，高336.9米，為中國長江以北地區(qū)的第一高樓。津塔為采用純鋼板剪力墻結構的世界第一高樓。津塔為全鋼結構超高層建筑，由美國SOM公司承擔結構設計。整體建筑為筒中筒結構形式，由內(nèi)側核心筒與外筒組成，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用NipponSteelBuilding/20層/1970/日本東京日本第一幢鋼板墻建筑，也是世界上第一幢同類型結構體系的建筑物。該建筑橫向采用了由五榀H形鋼板墻組成的抗側力體系：鋼板尺寸約為3700mm×2750rnm，縱橫方向均設置槽鋼加勁肋，鋼板厚度從4.5～12mm不等，與周邊框架焊接，鋼板兩側外包50mm厚防火材料。該樓于1988年建成，經(jīng)受了1995年阪神大地震。研究人員在震后的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該建筑物未出現(xiàn)任何明顯的結構破壞，僅在26層發(fā)生了加勁鋼板墻的局部屈曲；屋頂部位在正北、正西方向的側移分別只有225mm和35mm。而緊鄰其前的八層鋼筋混凝土建筑，其中一層被壓扁，上部三層整體坍塌并水平滑出較大距離。KobeOfficeBuilding/35層/1988/日本神戶鋼板剪力墻的工程應用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構體系，鋼板厚度16~19mm。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：SylmarCounty

Hospital/6層/1971/美國加州頂部最大加速度1.71g，最大速度140cm/s，由此產(chǎn)生的基底剪力是設計值的數(shù)倍。對該樓的震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要受力構件并沒有發(fā)生破壞，僅有鋼板四周一些焊縫發(fā)生微小裂紋。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：建筑方面：若采用鋼框架，構件斷面尺寸會很大，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。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構，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度。經(jīng)濟性：經(jīng)分析比較，鋼板墻體系比采用鋼框架結構體系耗鋼量大約減少1/3。HyattRegencyHotel/50層/美國德州達拉斯鋼板剪力墻的工程應用UnitedStatesFederalCourthouse/美國/24層TheCentury,SanFrancisco/美國/46層ShinjukuNomuraBuildin