型钢混凝土剪力墙概述

张馨元

摘 要：剪力墙结构具有承载力高、侧向刚度大等优点，已经在我国建筑工程建设中得到广泛应用。随着高层、超高层建筑的日益增多，型钢混凝土剪力墙的使用逐渐成为一种趋势，将钢板内置于钢筋混凝土墙体中，能够在不增加墙体厚度和数量的情况下，发挥钢材强度高、变形能力强和混凝土承压能力大的优点，使得剪力墙的承载力、延性以及耗能等抗震性能得到了很大的改善。

关键词：型钢；剪力墙；概述

型钢与高强混凝土的组合，既克服高强混凝土延性差、脆性破坏和钢材局部屈曲、耐火性差的缺点，同时能够发挥钢材强度高、变形能力强和混凝土承压能力大的优点，使得剪力墙的承载力、延性以及耗能等抗震性能得到了很大的改善。

1 钢板混凝土剪力墙

H.D.Wright等[1]在两片压型钢板之间填充混凝土形成压型钢板组合剪力墙，结果表明：钢板的屈曲和钢与混凝土之间的传力性能密切相关。R.A.Link[2]对两个钢板内嵌混凝土组合剪力墙的峰值承载力和后期承载力进行了非线性有限元分析。结果表明：双层钢板混凝土剪力墙即使在大变形情况下依然能保持稳定的后期承载力。孙建超等[3]研究了内置钢板与四周型钢连接方式对组合墙抗剪性能的影响，发现焊接是相对最有利于提高抗剪承载力的连接措施。孙飞飞等[4]为了解决钢板混凝土墙体的数值模拟问题，提出了适用于钢板混凝土组合墙的拉压杆模型。吕西林等[5]试验结果表明：高宽比越大，弯曲破坏模式越明显，耗能能力越好；钢板厚度增加，则墙体的耗能能力越好；钢板上焊接抗剪栓钉对于保证钢板与混凝土共同工作效果明显。郭兰慧等[6]证明了混凝土墙板对组合墙体承载力和耗能能力的提高作用并能防止钢板发生屈曲失稳破坏，建立了结构体系应用的两边连接钢板混凝土组合剪力墙简化分析模型的双向偏心支撑模型。肖从真等[7]证明设置型钢暗柱和内藏钢板能显著提高墙体的压弯承载力和变形能力，并且在高轴压比下设置暗柱型钢能有效提高试件延性。张文江等[8]针对混凝土与内置钢板的共同工作机制，研究了带栓钉的内置钢板与外包混凝土剪力墙的共同工作性能。聂建国等[9]对3個高跨比为2.0的方钢管内嵌钢板混凝土组合剪力墙试件进行了试验研究，结果表明试件具有良好的耗能能力。王威等[10]研究抗剪栓钉对内置钢板混凝土组合剪力墙抗震性能的影响，研究结果建议较大直径和加密布置抗剪栓钉能提高组合墙体的抗剪性能。

2 其他形式的型钢混凝土剪力墙

刘航、蓝宗建等[11]在墙体内设置型钢骨架形成劲性钢筋混凝土低矮剪力墙，通过试验证明：内置型钢骨架的劲性钢筋混凝土低矮剪力墙的抗震性能明显优于普通钢筋混凝土剪力墙。

曹万林等[12]对5个1/3缩尺的高轴压比内藏钢桁架混凝土组合剪力墙试件进行试验，试验表明：内藏钢桁架延缓了裂缝的开展，显著改善了剪力墙的承载力、延性以及耗能等抗震性能。

冯鹏、初明进等[13]对冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙进行系统的研究，对比研究了不同构造措施下冷弯薄壁型钢剪力墙的抗剪性能，提出了冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙受剪承载力计算模型。

3 有待研究的问题

1）现有的国内外文献都是针对剪力墙构件的研究，而针对超高层联肢组合剪力墙结构、核心筒结构以及原型结构的缩尺试验的研究还很少。

2）组合剪力墙构件的设计方法和规范已经相当成熟，然后对联肢组合剪力墙结构整体的抗震设计方法还不完善。

4 结语

国内外型钢混凝土组合剪力墙的研究已经相当普遍，由于其具有优良的抗震性能，在超高层建筑中得到了广泛的应用，但单片剪力墙的抗震性能与超高层的核心筒结构的受力并不完全相同，后续的研究应着重对结构整体性能的考虑。

参考文献：

[1]H.D.Wright.The behavior of composite walling under construction and service loading[J].Journal of Constructional Steel Research，1995，35（3）：257273.

[2]R.A.Link，A.E.Elwi.Composite concretesteel plate walls： analysis and behavior[J].Journal of Structural Engineering，1995，121（2）：260271.

[3]孙建超，徐培福，等.钢板混凝土组合剪力墙受剪性能试验研究[J].建筑结构，2008，38（6）：16.

[4]孙飞飞，戴成华，高辉，李国强.四边连接组合钢板剪力墙简化模型[J].同济大学学报（自然科学版），2009，37（7）：851856.

[5]吕西林，干淳洁，王威.内置钢板钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究[J].建筑结构学报，2009，30（5）：8996.

[6]郭兰慧，戎芹，马欣伯，张素梅.两边连接钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析[J].建筑结构学报，2012，33（6）：5968.

[7]蒋冬启，肖从真，陈涛，田春雨，徐培福，等.高强混凝土钢板组合剪力墙压弯性能试验研究[J].土木工程学报，2012，45（3）：1725.

[8]张文江，曹万林，董宏英.带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究[J].北京工业大学学报，2012，38（6）：828835.

[9]聂建国，胡红松，李盛勇，等.方钢管混凝土暗柱内嵌钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究[J].建筑结构学报，2013，34（1）：5260.

[10]王威，杨腾，苏三庆，高俊杰.带栓钉的内置钢板混凝土组合剪力墙抗剪性能研究[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版），2014，46（1）：2733.

[11]刘航，蓝宗建，庞同和，孟昭沛，刘瑗琏，温峰.劲性钢筋混凝土低剪力墙抗震性能试验研究[J].工业建筑，1997，05： 3337，48.

[12]曹万林，范燕飞，张建伟，王新杰，王志惠，宋义平.型钢混凝土剪力墙的抗震性能研究[J].地震工程与工程振动，2007，27（2）：8184.

[13]冯鹏，初明进，叶列平，侯建群.冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙受剪性能试验研究[J].建筑结构学报，2010，11：8391.