[01142472]适用于高烈度地区高层/超高层建筑的钢板剪力墙结构

1、课题来源与背景 钢板剪力墙内置钢板,钢板与周围框架梁柱相连,以此传递风与侧向地震力等横向荷载至基础。钢板剪力墙的边缘柱既要承受结构竖向荷载又要抵抗侧向力产生的弯矩,这导致边缘柱需要很高的抗压能力。同时,横下力作用下内置钢板会形成明显张力场,周围框架需要有效锚固该张力才能实现钢板屈曲变形而耗能的目的。因此若要有效利用钢板剪力墙良好的抗震性能,其关键是周围框架应具有足够的强度、刚度。 2、研究目的与意义 以往,钢板剪力墙结构的框架柱往往不足以提供足够的强度、刚度,所以内置钢板优越的能量耗散性能不能有效发挥,故衍生出了许多削弱内置钢板的结构形式,如开缝、采用薄钢板等。这些形式的钢板剪力墙牺牲了钢板剪力墙在高烈度地震下的部分能量耗散能力,而且增加了制作、施工的困难。本发明针对问题本身,提出了一种不牺牲钢板耗散地震能量能力,而是提高边缘约束构件强度的钢板剪力墙结构体系,以充分发挥内置钢板在高烈度地震作用下的卓越性能。 3、主要论点和论据 本发明是一种适用于高烈度地区高层、超高层建筑的钢板剪力墙结构。本发明是一种提高边缘柱强度和刚度,从而充分发挥内置钢板卓越耗能性能的钢板剪力墙结构。其特点是将钢框架-钢板剪力墙结构中的边缘约束构件-框架钢柱采用H型钢PEC柱,从而形成一种由H型钢PEC柱、框架梁和内置钢板组成的钢板剪力墙结构。其中H型钢PEC柱由型钢、拉筋和混凝土组成,并在H型钢PEC柱的型钢上、下翼缘之间按照一定间距布置拉筋,从而加强型钢翼缘的局部稳定和对混凝土的约束作用。拉筋与上、下翼缘焊接,然后在H型钢的翼缘与腹板形成的槽内灌注混凝土而形成的一种强度高、刚度大的部分外包混凝土组合柱。 4、创见与创新 （1）本发明的创新点是用PEC柱代替普通框架钢柱,从而形成一种由H型钢PEC柱、框架梁和内置钢板组成的钢板剪力墙结构。增强框架柱的强度、刚度,加强了对内置钢板的边缘约束,有效锚固了钢板变形产生的张力场,使得内置钢板先于框架梁柱屈服前先屈曲,从而更大程度地发挥钢板剪力墙卓越的抗震性能。 （2）同时,在PEC柱中的H型钢上下翼缘之间设置拉筋。拉筋的作用是通过焊接将型钢的上、下翼缘拉接,从而增加翼缘局部稳定,限制翼缘的过早屈曲,从而保证了型钢力学性能的更好发挥,并且与型钢的翼缘和腹板形成对其内部混凝土的约束作用,提高混凝土的强度。 5、社会经济效应与存在的问题 就H型钢PEC柱本身的施工工艺而言,H型钢PEC柱可以实现模块化建造,利用H型的翼缘和腹板作为一部分模板,可以大大节省模板数量。相较全包裹的组合柱,节省空间,制作方便,节点处理便捷。