钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能
第六章多层和高层钢结构房屋的抗震设计
2.竖向布置
抗震设防的高层建筑钢结构，宜采用 竖向规则的结构。在竖向布置上具有下 列情况之一者，为竖向不规则结构：
(1)楼层刚度小于其相邻上层刚度的 70%，且连续三层总的刚度降低超过50%。
(2)相邻楼层质量之比超过1.5(建筑 为轻屋盖时，顶层除外)。
(3)立面收进尺寸的比例为L1/L＜ 0.75（右图）。
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②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向 的长度，超过该方向建筑总尺寸的25%；
③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层总 面积的50%；
④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的 两个互相垂直的主轴。
属于上述情况第①、④项者应计算结构扭转的影响， 属于第③项者应采用相应的计算模型，属于第②项者应 采用相应的构造措施。
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带有偏心支撑的框架-支撑结构，具备中心支撑体系侧向 刚度大、具有多道抗震防线的优点，还适当减少了支撑构件的 轴向力，进而减小了支撑失稳的可能性。
由于支撑点位置偏离框架接点，便于在横梁内设计用于 消耗地震能量的消能梁段。强震发生时，消能梁段率先屈服， 消耗大量地震能量，保护支撑斜杆不屈曲或屈曲在后，形成了 新的抗震防线，使得结构整体抗震性能，特别是结构延性大大 加强。
3.水平地震作用计算
高层建筑钢结构采用底部剪力法时，可按下式计算顶 部附加地震作用系数：
1.框架体系
2.框架-支撑体系 框架-支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方
向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。 (1)中心支撑
中心支撑是指斜杆与横梁及柱汇交于一点，或两根斜 杆与横杆汇交于一点，也可与柱子汇交于一点，但汇交时 均无偏心距。
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钢板剪力墙的分类及性能
钢板剪力墙的分类及性能【模板一】钢板剪力墙的分类及性能导言：钢板剪力墙是一种常用于建筑结构中的承重元素，具有较强的抗剪能力和抗震性能。
本文旨在介绍钢板剪力墙的分类及其性能，详细解析各类钢板剪力墙的特点和适用范围，为工程实践提供参考。
一、钢板剪力墙的分类1. 直板式钢板剪力墙1.1 类型一：均布型直板式钢板剪力墙特点：均匀布置的钢板使得荷载得到均匀分担，具有良好的抗震性能。
适用范围：适用于需求较高的工程，如高层建筑、桥梁等。
1.2 类型二：集中型直板式钢板剪力墙特点：钢板分布不均匀，能够集中抵抗地震力，抗震能力较强。
适用范围：适用于对抗震能力要求较高的地区，如地震频发地区。
2. 缝板式钢板剪力墙2.1 类型一：单缝板式钢板剪力墙特点：采用单缝连接方式，利用单缝中的钢板阻止墙体的剪切破坏，抗剪能力较强。
适用范围：适用于一般工程，如住宅楼、商业建筑等。
2.2 类型二：多缝板式钢板剪力墙特点：采用多缝连接方式，能够提高钢板的利用率，经济性较好。
适用范围：适用于需求经济性较高的工程，如大型厂房、仓库建筑等。
二、钢板剪力墙的性能1. 抗震性能钢板剪力墙具有较好的抗震性能，能够有效吸收地震能量，阻止结构发生倒塌破坏。
2. 承载性能钢板剪力墙能够承受较大的水平荷载和垂直荷载，保证结构整体的稳定性和安全性。
3. 安装便利性钢板剪力墙的安装相对简便，施工周期短，可以提高工程进度。
4. 经济性钢板剪力墙的采用能够减少建筑结构的用钢量，提高材料利用率，降低工程造价。
5. 环保性钢板剪力墙的施工过程中不会产生大量废弃物，能够满足现代建筑对环保的要求。
【模板二】钢板剪力墙的分类及性能导言：本文主要介绍钢板剪力墙的分类及性能，通过对各类钢板剪力墙的细致分析与阐述，为工程设计和施工提供参考依据。
一、钢板剪力墙的分类1. 根据构造特点的分类1.1 直板式钢板剪力墙- 类型一：均布型直板式钢板剪力墙具有均匀分布的钢板，能够在地震作用下均匀分担荷载。
装配式梁柱铰接钢框架－屈曲约束钢板剪力墙体系抗震性能有限元分析
量，拉压杆代表了前期钢板剪力墙以平面内受剪为主
的承载方式，只拉杆代表了后期钢板剪力墙发生屈曲
而形成 的 拉 力 带 作 用。 研 究 发 现［６］ ， 混 合 “２ － ８”
模型和混合“４ － ６” 模型可以很好地模拟普通钢板
剪力墙和屈曲约束钢板剪力墙的受力性能。 本文在
图 １ Ｐ⁃ＢＲＷ 结构示意
架 － 屈 曲 约 束 钢 板 剪 力 墙 （ 简 称 Ｐ⁃ＢＲＷ ） 体 系
（ 图 １） 。 该结构体系中框架只承担竖向荷载，而全
模型、相交斜拉杆模型、混合“ ｎ⁃ｍ” 模型。 等效拉杆
模型 ［４］ 将内嵌钢板划分为若干板条，将板条简化成
部的侧向荷载由屈曲约束钢板剪力墙体系承担，其
一系列与周边框架铰接的倾角相同的拉杆，但未考
（１． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｎａｎ ２５０１０１， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｎａｎ ２５００１４， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｇｒｉｆｆｉｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｏｌｄ Ｃｏａｓｔ ４２２２， Ａｕｓｔｒａｌｉａ； ４． ＲＭＩＴ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｍｅｌｂｏｕｒｎｅ ３００１， Ａｕｓｔｒａｌｉａ）
ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｆｏｒｃｅ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｂｏｒｎｅ ｂｙ ｔｈｅ ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｓｈｅａｒ ｗａｌｌ． Ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｃｌｅａｒ ｗｈｉｃｈ
ｃｏｕｌｄ ｓｕｉｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｉｎ
11 中心支撑框架与带竖缝剪力墙在高层建筑钢结构中的应用
1.1中心支撑框架与带竖缝剪力墙在高层建筑钢结构中的应用随着现代城市经济繁荣和科技进步，高层建筑成为一个城市甚至一个国家的象征。
而钢结构由于其自重轻，结构性能好、工业化程度高和施工速度快等原因常常被应用于超高层建筑中。
由于钢结构自身的抗侧刚度，因此在设计时需要设置钢支撑或者混凝土剪力墙，以提高结构的抗侧刚度。
在国外，现代高层建筑钢结构的发展已经有100多年的历史了，早在1886年美国芝加哥就建成11层的家庭保险大楼（Home Insurance Building），它是近代高层建筑钢结构的开端。
1931年美国纽约建成了著名的帝国大厦（Empire State Building），共102层，381m。
自此200m 以上的超高层建筑数量不断增加，特别在是20世纪70年代更为显著，当今世界上最高的100幢超高层有20幢的建筑高度为300～450m。
在上世纪80年代以来，超高层建筑的用途不断拓宽，结构材料和结构体系也有了更多的选择，使得各国更加倾向与修建高层与超高层建筑。
(a) 帝国大厦 (b) 金贸大厦图1.1 框架结构在超高层建筑的应用在我国，高层建筑的发展较晚，但高层建筑的数量在我国自上世纪80年代至90年代中期，我国已建成和在建的高层建筑钢结构和钢－混凝土结构约有29项。
这些年随着经济快速发展，建造的高层钢结构使得我国高层建筑高度上了新的台阶，八十年代的京广中心（208m）在当时为最高的建筑，采用了钢框架内嵌带竖缝混凝土剪力墙结构，这是由日本在60年代末建造霞关大厦时开发出的一种新型剪力墙结构。
而随着金茂大厦（88层，421m）的落成和环球金融中心的施工使得我国的高层建筑进入世界前列。
2003年台湾的101层台北金融中心高度达到509m，成为世界第一高楼。
可以预见，在我国超高层建筑在新的世纪里会有越来越广地应用。
结构高度的增加必然会抗侧刚度提出更高的要求，故采用多种结构形式抵抗水平荷载的作用。
钢结构房屋抗震性能
钢结构房屋抗震性能钢结构房屋是一种结构强度高、耐久性好的建筑形式，其抗震性能是评估其在地震中受损程度的重要指标。
通过合理的设计和施工措施，可以提高钢结构房屋的抗震性能，减少地震灾害带来的损失。
钢结构房屋的特点钢结构房屋具有以下几个特点：1.轻质高强：钢结构房屋的材料轻、强度高，可以减轻结构自重，提高抗震性能。
2.构件制作精度高：钢结构构件可以在工厂中精确制作，保证了施工质量，提高了整体的抗震性能。
3.可再利用：钢结构房屋可以拆除后再利用，具有可持续发展的特点。
影响钢结构房屋抗震性能的因素钢结构房屋的抗震性能受到以下几个因素的影响：1.结构设计：合理的结构设计可以减小结构的变形和破坏，提高抗震性能。
2.材料选择：选用高强度、抗震性能好的钢材可以提高整体结构的抗震性能。
3.连接方式：连接构件的方式直接影响到整体结构的稳定性，应选择可靠的连接方式。
4.基础设计：合理的基础设计可以有效地分散地震力，减小地震带来的影响。
提高钢结构房屋抗震性能的措施为了提高钢结构房屋的抗震性能，可以采取以下几项措施：1.加固设计：在设计阶段就考虑到抗震要求，合理设计结构形式，增加抗震设备。
2.加固构件：对于承受地震力比较大的构件进行加固设计，提高其抗震性能。
3.定期检查：定期对钢结构房屋进行检查，及时发现问题，采取相应措施加以修复。
4.加强维护：加强对钢结构房屋的维护工作，保持结构完好，提高抗震性能。
综上所述，钢结构房屋的抗震性能是建筑安全的重要保障，通过科学的设计、合理的施工和有效的维护，可以提高钢结构房屋的抗震性能，减少地震带来的损失。
剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能验证
剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能验证剪力墙的作用和原理剪力墙是一种用于抵抗水平荷载和提高建筑抗震性能的结构体系。
它是由墙体和柱、梁等构件组合而成的一个整体，能够通过承担侧向荷载来减小建筑结构的变形和振动，提高结构的整体刚度和稳定性。
剪力墙的作用是通过承担横向荷载来分担结构的侧向切向力，减小结构的位移和变形，从而提高建筑的抗震性能。
具体而言，它可以通过剪切、压、拉等不同的荷载方式来抵抗地震引起的水平力，使结构在地震作用下保持较小的变形。
剪力墙的抗震性能验证方法剪力墙在各类建筑结构中的抗震性能可以通过多种方法进行验证和评估。
以下是常用的几种验证方法：1. 试验验证利用试验方法对剪力墙进行抗震性能验证是一种直观和可靠的方式。
试验可以在实验室环境下进行，也可以在现场进行。
通过加载不同的水平荷载，观察剪力墙的位移、变形和破坏情况，可以得到剪力墙在地震作用下的性能参数和抗震性能等级。
2. 数值模拟验证数值模拟是一种基于计算机模型的方法，通过建立剪力墙的数学模型，模拟地震作用下的响应，可以评估剪力墙的抗震性能。
常用的数值模拟方法包括有限元法、离散元法等。
通过调整材料参数、几何形状等参数，可以对不同条件下的剪力墙进行模拟分析，并评估其抗震性能。
3. 理论推导和分析通过理论推导和分析的方法，可以从力学原理出发，推导出剪力墙在地震作用下的力学特性和抗震性能。
例如，可以通过平衡方程、弹性力学理论等，分析剪力墙的受力情况、位移、变形等。
通过与设计规范、实测数据进行比对，可以验证剪力墙的抗震性能。
剪力墙在不同建筑结构中的抗震性能验证剪力墙在不同建筑结构中的抗震性能也是需要进行验证的。
不同类型的建筑结构，如钢结构、混凝土结构、砖混结构等，其剪力墙的抗震性能可能有所差异。
以下是针对不同建筑结构类型的剪力墙抗震性能验证的一些关键点：1. 钢结构中的剪力墙在钢结构中，剪力墙通常由钢板、支撑结构和剪力墙本身组成。
钢结构剪力墙的抗震性能可以通过试验和数值模拟进行验证。
带缝钢板剪力墙抗震性能的有限元分析
对于 同一种地震 波， 随着输入波加速度 的提高 ， 点位移增 大。带缝钢板 剪力墙 结构单 元在各 种地 震波作 用下滞 回性能 良 顶 好， 表明带缝 钢板 剪力墙结构单元具有 良好的抗震性能。
关键词
带缝钢板剪力墙 Ｔ ３２ １ ； Ｕ ５ ． １
滞 回性能
屈服荷载 Ａ
中图法分类号
设计规 范 的要 求 ， 计 了一 个单 层 带 缝钢 板 剪力 设
墙 结构 ， 体 尺 寸参 考 文献 Ｌ 见 表 １ 具 ４ 。整 体结 构 下 端 固结 ， 上端滑动 ， 右两边 为 自由端 。 左 带缝钢板 剪力墙 屈服 强度取 ＝ ３ ａ 弹性 ２ ５ＭＰ ，
模量 Ｅ＝ ． ６×１ ＭＰ ， ２０ ０ ａ 泊松 比 ｕ＝０ ３ 钢材 处 于 ．，
最 大 时刻 出现 在 ２ ４ 。加 速度 为 ２ ０ ｃ ｓ ．８ Ｓ ０ ｍ／ 的最
０ ｍ ３ 带缝钢 板剪 力 墙顶 点 侧 移时 程 曲线 与基 大 位 移 为 加 速 ２ ０ ２ ４ ／ 的 最 大 位 移 的 ２倍 。 盘 ４ 度 １０ ｃ ｓ
底剪力 曲线对 比分析
开设 ， 使其受 力性 能 同并 列壁 柱 相 似 。在水 平 荷 载 的作 用 下 ， 矩最 大 点 出 现在 墙 肢 的上 下 端 部 。随 弯
着荷载的增大 ， 在弯矩最大处首先发生屈服现象 ， 并 随着屈 服 区域 的扩 展来 消耗地震 能量 … 。本文 使
用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元软 件分 析 了 带缝 钢板 剪力 墙 在 Ｅ ＮＹ Ｌ Ｃ ｎｒ 波 、ａ 波 １０ ｃ ／ ２ ０ｃ ／ ４ ０ｃ ／ ｅｔ ｏ Ｔｆ ｔ ０ ｍ ｓ、０ ｍ ｓ、０ ｍ ｓ 加 速 度作用下 的抗震性 能。
带缝 钢板 剪力 墙 结 构 在 Ｅ ｅ ｔ Ｌ Ｃ ｎｒ ｏ波 、 ｆ 波 不 ｔｔ ａ
不同钢—混凝土组合剪力墙抗震性能对比分析
不同钢—混凝土组合剪力墙抗震性能对比分析在现代建筑结构中，钢—混凝土组合剪力墙因其优异的力学性能和抗震能力而受到广泛关注。
为了更好地理解和应用这种结构形式，对不同类型的钢—混凝土组合剪力墙的抗震性能进行对比分析具有重要的意义。
钢—混凝土组合剪力墙通常由钢构件和混凝土构件通过某种连接方式组合而成。
常见的组合形式包括内置钢板混凝土剪力墙、外包钢板混凝土剪力墙以及钢骨混凝土剪力墙等。
内置钢板混凝土剪力墙是将钢板置于混凝土墙体内部。
这种形式的优点在于，钢板能够有效地承担拉力和剪力，提高墙体的抗弯和抗剪能力。
在地震作用下，内置钢板可以限制混凝土裂缝的开展，从而增强墙体的整体性和延性。
然而，其制作过程相对复杂，对施工精度要求较高。
外包钢板混凝土剪力墙则是将混凝土包裹在钢板外部。
这种结构形式的钢板不仅能够直接承担水平荷载，还能对内部混凝土起到约束作用，提高混凝土的抗压强度和变形能力。
由于钢板位于外侧，施工时较为方便，但在防火和防腐方面需要特别注意。
钢骨混凝土剪力墙是在混凝土墙中配置钢骨，如工字钢、H 型钢等。
钢骨的存在可以显著提高墙体的承载能力和抗震性能。
同时，钢骨与混凝土之间的协同工作性能良好，使得墙体在受力过程中表现出较好的稳定性。
不过，这种形式的用钢量相对较大，成本较高。
为了对比不同钢—混凝土组合剪力墙的抗震性能，需要从多个方面进行考量。
首先是承载能力。
承载能力是衡量剪力墙抗震性能的重要指标之一，它反映了墙体在地震作用下抵抗破坏的能力。
通过试验和理论分析发现，不同形式的组合剪力墙在承载能力方面存在一定差异。
一般来说，外包钢板混凝土剪力墙和钢骨混凝土剪力墙的承载能力相对较高，而内置钢板混凝土剪力墙的承载能力也能满足大多数工程的需求。
其次是变形能力。
良好的变形能力意味着剪力墙在地震作用下能够发生较大的变形而不致于突然倒塌，为人员疏散和救援争取时间。
在这方面，内置钢板混凝土剪力墙和钢骨混凝土剪力墙通常表现出较好的延性，能够有效地吸收地震能量。
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徐松芝等：钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能分析
欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁
参考文献
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［收稿日期］2012－06－05
［作者简介］王艳（1976－），女，江苏赣榆人，工程师，从事
公路工程试验检测、桥梁检测等工作。
钢框架带缝钢板剪力墙抗震性能分析
徐松芝，袁朝庆，卢召红
（东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆163318）
【摘要】使用ANSYS有限元软件对钢框架带缝钢板剪力墙结构单元在不同地震波、不同地震加速度作用下的抗震性能进行了有限元对比分析。
结果表明，对于同一种地震波，钢框架－带缝钢板剪力墙结构随着地震波加速度的增大，顶点位移增大，基底剪力增大；滞回性能良好。
表明钢框架带缝钢板剪力墙结构单元具有良好的抗震性能。
【关键词】钢框架带缝钢板剪力墙；滞回性能；抗震性能
【中图分类号】TU398.2【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）11－0081－02
THE ANALYSIS ON SEISMIC PROPERTY OF STEEL
FRAME-STEEL PLATE SHEAR WALL WITH SLITS
XU Song-zhi，YUAN Chao-qing，LU Zhao-hong
（School of Civil Engi.，Northeast Petroleum Univ.，Heilongjiang Daqing163318，China）
Abstract：The finite element analysis on single steel frame-steel plate wall with slits on the different seismic waves，different earthquake acceleration are conducted by ANSYS.The results showed that the vertex displacement and base shear increases with the earthquake acceleration increasing on the same terms of seismic wave steel frame-steel plate shear wall with slits has a good hysteretic property.The steel frame-steel plate shear wall with slits has good seismic performance.
Key words：frame-steel shear wall with slits；hysteretic behavior；seismic property
1有限元计算模型
本文研究地震作用下钢框架带缝钢板剪力墙的抗震性能。
一方面考虑到我国钢结构设计规范［1］要求，另一个方面考虑到建筑抗震设计规范［2］的要求，作者用有限元软件设计了一单层钢框架带缝钢板剪力墙结构，尺寸见图1。
在设计剪力墙与钢框架固结，梁柱固结。
钢框架带缝钢板剪力墙整个结构下端固结，上端可滑动，左右两边为自由端［3］。
框架柱截面为175mmˑ175mmˑ7ˑ10mm。
框架梁和柱均采用Q345，梁H200ˑ150ˑ5.5ˑ8mm型钢、柱H175ˑ175ˑ7ˑ10mm型钢。
假定钢材均为理想弹塑性材料，屈服阶段时服从VonMises屈服准则和相关流动准则。
以下用J表示带缝钢板剪力墙，K表示钢框架，KJ表示钢框架带缝钢板剪力墙。
18
低温建筑技术2012年第11期（总第173期）
表1
KJ 具体尺寸
mm S
M M /S
m /c
h /M
A
F
m
c
S u
S d
S m
S m /S u
K 48002700J
4800
2700
0.56
0.19
0.28
1428140740290290490 1.69
注：S 为板高；M 为板宽；M /S 为高宽比；S u 为剪力墙上壁高度；S d 为剪力墙下壁高度；S m 为剪力墙中间壁高度；S m /S u 为下上壁高与中间壁高之比；A 为带缝钢板剪力墙厚；F 为带缝钢板剪力墙肢条数；m 为墙肢宽；c 为墙肢高。
2顶点侧移时程曲线
对KJ 结构分别施加时间间隔0.02s 的EL Centro
波，taft 波、地震波（1940），作用时间为20s 。
结构最大
侧移见图2、图3，纵坐标代表结构侧移，mm ；横坐标代表时间，
s。
KJ 结构在EL Centro 波400、200、100cm /s 2加速度作用下，
KJ 结构在taft 波同样的三种加速度作用下，产生很小位移，图中表明顶点位移时程曲线形状很相
似，数值近似成2倍关系。
在400cm /s 2
加速度（taft
波）作用下，最大位移0.66mm 。
3
滞回性能的对比分析
KJ 结构两种地震波作用下滞回性能见图4、图5。
图4、图5可得出，KJ 结构在EL Centro 波、taft 波不同地震加速度的作用下，滞回曲线形状均成梭形，在100、
200cm /s 2
加速度作用下的滞回曲线比滞回曲线（在400cm /s 2加速度作用下）面积小，位移和荷载之间是直线变化关系，说明结构一直在弹性阶段工作，还没屈服。
4
结语（1）
KJ 结构在EL Centro 波100、200、400cm /s 2
加速度作用下、在taft 波100、200、400cm /s 2加速度作用下，
顶点产生0.66mm 的最大位移，这一数值小于弹性层间位移转角限制H /300（钢结构规范中规定的）。
（2）
KJ 随着加速度的增大，滞回曲线面积越大，
滞回曲线成梭行，结构在弹性阶段工作，还没屈服。
说明KJ 抗震性能是非常良好的。
参考文献
［1］GB2003－50017，钢结构设计规范［S ］.［2］GB50011－2001，建筑抗震设计规范［
S ］.［3］袁朝庆.周边与钢框架固结的带缝钢板剪力墙结构滞回性能
分析［J ］
.地震工程与工程振动，2008，24（1）：63－67.［收稿日期］2012－07－19
［作者简介］徐松芝（1979－），女，河南民权人，硕士，讲师，从
事结构工程方向研究。
2
8。