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大学讲义：组合剪力墙

主要内容：

主要内容：

1、纯钢板剪力墙的分类及性能

1、纯钢板剪力墙的分类及性能

2、组合剪力墙的抗震研究与发展

2、组合剪力墙的抗震研究与发展

3、中国国家博物馆钢板剪力墙应用简介

3、中国国家博物馆钢板剪力墙应用简介

大学讲义：组合剪力墙

•纯钢板剪力墙的分类及性能

•纯钢板剪力墙的分类及性能

⑶非加劲薄钢板主要依靠屈曲后形成的拉力场来抵抗水平力，锚固在

•非加劲厚钢板墙

框架上的拉力场对边柱会产生较大的附加弯矩，增加了柱子的稳定负

最早出现在20世纪70年代的美国，一般按国际通用的正则化宽厚比定

担为保证墙板拉力场得充分发挥，边柱必须有足够的锚固刚度。

义，若钢材取Q235，宽厚比小于或等于100的墙板可避免屈曲先于屈

服，被界定为厚板范畴。不足之处是耗钢量太大，调整刚度不变，应

用受到限制，现在已很少采用。

•非加劲薄钢板墙

若钢材取Q235，则宽度比大于或等于150的墙板被定义为薄板范畴。

问题：

⑴水平荷载作用下，非加劲薄板始终

伴随较大的类似击鼓的屈曲声响，同

时产生面外变形。这意味着在较大风

荷载或地震作用过程中，舒适度不理

想，使用性不佳。

⑵实际工程中，剪力墙往往布置在电

梯并周围作为内筒墙，电梯的运动容

易引起薄钢板墙的振动，另外，与其

他所有钢板墙一样，其材料特点要求

它有较高的防火措施。

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•纯钢板剪力墙的分类及性能

•纯钢板剪力墙的分类及性能

•加劲钢板墙

出现在20世纪70年代的日本，通过在较薄的钢板上设置适当数量

和一定刚度的加劲肋，将薄板分成受力性能类似于厚板的小区格，以提高

薄板的屈曲荷载，抑制墙板的屈曲。加劲肋一般为各种截面形式的冷弯薄

壁型钢，且通常与墙板用角焊缝连接。

问题：

⑴由于内嵌钢板较薄，施焊起来容易“烧穿”，大量焊接部位不可避免

地存在裂纹、夹杂等缺陷，在往复荷载的作用下，裂纹易迅速扩展并很快

发生脆性断裂，降低了墙板的延性。

（b）采用对角拉压带布置，不仅给薄钢板提供面外约束，

⑵焊接产生的的残余应力和面外变形影响到墙板的力学性能，特别是对抗

且增大了侧向刚度。

侧刚度的削弱较大。

⑶加劲肋易发生局部屈曲并降低加劲肋的加劲效率，而且反复局部屈曲加

速了加劲肋的断裂，最终失去加劲作用。

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•纯钢板剪力墙的分类及性能

•纯钢板剪力墙的分类及性能

•两侧开缝钢板墙

钢板只有上、下边与框架梁相连，而在左、右两侧与框架柱之间留出

一定的距离，避免了钢板拉力场对柱子的不利影响。

问题：

墙板与柱子脱开后，侧移刚度和承载力都有较大幅度的下降，因为墙

板拉力场完全锚固在梁上。

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•纯钢板剪力墙的分类及性能

•纯钢板剪力墙的分类及性能

•低屈服点钢板墙

采用低屈服点钢材来降低墙板拉力场的强度。一般的，日本

把材料屈服强度fy=100~165MPa的钢材定义为低屈服点钢材。此类

材料的钢板墙能较早的进入屈服并具有非常强的耗能能力，且其具有

更长的低周循环疲劳寿命和更好的可焊性等优点。

Nakashima等的试验表明，低屈服点钢的屈服强度不到Q235钢

的一半，而伸长率则是Q235钢的2倍多，其抗剪滞回环也呈饱满的梭

形。基于此，在日本，低屈服点钢板墙主要被做成耗能器元件使用。

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•纯钢板剪力墙的分类及性能

•纯钢板剪力墙的分类及性能

•开洞钢板墙

采用在墙板上开洞削弱墙板拉力带的方式降低拉力场效应，

削减拉力场对框架柱产生的不利作用。洞口的布置也有利于设备管线

的穿越。此外，梁端截面可处理成犬骨式节点，有意进行削弱，主要

考虑实现延性设计，让结构的破坏集中在墙板和梁端，进一步保护柱子。

问题：与两侧开缝及低屈服点钢板墙的原理相同，开洞钢板墙也是以

牺牲墙板的承载力、刚度及耗能能力为代价来保护柱子。此外，开洞

增加了墙板的制作工序，费用有所增加。