钢板-混凝土组合剪力墙研究
钢骨混凝土组合结构连接的设计研究
钢骨混凝土组合结构连接的设计研究发布时间：2022-04-25T09:27:06.597Z 来源：《城镇建设》2022年1月第1期作者：王文灏[导读] 钢骨混凝土结构的强度及刚度较大，其分别保留着钢与钢筋混凝土两种构件的优点。
王文灏中恩工程技术有限公司摘要：钢骨混凝土结构的强度及刚度较大，其分别保留着钢与钢筋混凝土两种构件的优点。
通过钢与外部混凝土的结合，具有优秀的防腐、防锈及防火性能，且构件截面更小，节约空间满足建筑功能。
但钢骨混凝土连接节点在连接、配筋等方面较为复杂，所以设计人员应分认识并做好深化设计，保证节点受力合理以及可实施性。
在本文中，对钢骨混凝土组合结构，主要是型钢混凝土梁柱节点进行设计研究。
关键词：钢骨混凝土；梁柱节点；设计研究一、钢骨混凝土组合结构及其节点简介随着经济的发展，在建筑工程中出现了越来越多的大跨度结构和构件，普通钢筋混凝土构件由于截面过大无法满足建筑功能，而预应力钢筋混凝土构件工艺较复杂且需要一定的专门设备，对于大跨构件数量少的工程成本较高，且所需的施工工期比较长，在多跨连续梁的民建项目中较难实施。
钢骨混凝土组合结构构件保留了钢与钢筋混凝土两种结构构件的优点，相比钢结构，其防腐、防锈及防火性能优越，且局部及整体稳定性好，能够减小构件及结构整体的形变幅度；而相较于普通的钢筋混凝土结构构件，其构件截面更小、刚度更大、强度更高、抗震的延性和耗能能力也更强。
在浇灌混凝土前，拼装的钢骨构件已经形成了结构，具有相当大的承载力，能够承受构件的自重和施工荷载，极大的便利了施工，大大缩短了现场的施工工期。
钢骨混凝土组合结构构件可用于框架结构、框架-剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等各种结构体系。
节点是结构体系中的重要部分，若是梁与柱和梁与墙节点受到破坏，那么整个结构的整体性就不能得到保障，更有甚者还会导致整个建筑体的崩塌。
在钢骨混凝土组合结构构件中，由于钢骨的存在，在节点区域，梁柱连接节点的核心区域受力较复杂，钢骨连接复杂、钢筋绑扎困难，且核心区钢材密集，混凝土浇筑质量也难以保证。
型钢——混凝土组合结构在剪力墙中的应用
３ 施工工艺及操作要点
３１ 施 工 工艺 ．
施 工准备一钢 板放 样、加工一 钢板 吊装组合一钢板 固
定一 钢 板 焊 接 一 对 拉 螺 栓 安 装 焊 接一 墙 体 钢 筋 绑扎 及 暗 柱 、
青岛市江泉路 １ 号 国际大厦 ２ Ｆ２ ６ ７ ） ７ ５ （６ ０ １ 。
图 １ 剪力墙钢板 吊装工况分析
（ ）计算并提供模 板对拉螺 栓直径 、 ４ 间距 和暗梁 、 暗柱
箍筋具体位置以及构造柱钢筋箍筋的规格和具体 间距 ， 在钢
【 收稿 日期 】 ０ ０ ０ — ２ ２ １— ３ １
暗梁钢 筋处理一墙体模板安装、 固一混凝土 浇注施 工一拆 加 模 养护 。
３２ 施 工 准 备 ．
（） １ 认真 进行 图纸会 审 ， 领会设计 意 图， 针对 钢板 墙施
工难 点 ， 制切实可行 的专项施工方案 ， 编 并组 织专家对施工 方案进行可行性分析、 论证和焊接工艺评定。 （ 对现场施工人员进行进行详细 的技术 交底 ， ２） 特别是 相关 的节点做法。
力墙与普通钢 筋混凝土剪 力墙相 比，具有 自 重轻 、抗剪强度强、承载力高、降低造价等优点 ，通过 工程实例， 了钢板混凝土 阐述
剪 力 墙构 造 、施 工 工 艺及 操 作 要 点 。
【 关键词 】钢板 混凝 土剪力墙 钢板 固定 焊接 钢 筋绑扎 【 中图分类号 】Ｕ ５ ． Ｔ ７６ ４ ／ 文献标识码 Ｂ
确定单片钢板尺寸。 单片钢板重量不得超过相应 工况下 吊车
起 重 能 力 （ 图 １。 见 ）
（ ）因墙体 中增加 了钢板 ， 墙体分 隔为两个空 间 ， ２ 将 保 证墙体几何尺 寸用的对拉螺栓等构件不能直接安装 ， 钢板 给
高层双层钢板混凝土剪力墙施工技术
高层双层钢板混凝土剪力墙施工技术1 前言近年来，随着钢板剪力墙理论的发展和工程经验的积累，高层结构中的核心筒主体剪力墙开始采用钢板剪力墙，以发挥钢材高强、质轻的特点。
全钢骨组合钢板墙，也就是整个核心筒均采用钢板剪力墙，因此形成整体结构，最大限度地发挥钢板剪力墙结构的整体效用。
组合钢板墙超长、焊缝多焊接量大和平面外刚度弱等特点，给钢结构施工带来了巨大的挑战。
传统的“梁柱”施工方法，已经不能满足以“面单元”整体式钢板墙的施工，必须有进行有针对性的创新，才能有效地保障其施工质量。
2 工程概况山西杏花村汾酒厂股份有限公司销售中心项目，位于山西省汾阳市杏花村镇，地下一层，地上主楼二十层，裙楼三层，总高度为89.3m，总建筑面积为45679.81m2，钢框架中心支撑结构体系，主楼核心筒采用箱型柱+双层钢板混凝土剪力墙组合结构，箱型柱之间采用钢板剪力墙连接，钢板混凝土剪力墙结构形式为，两侧30mm、16mm、14mm钢板，钢板墙内侧为Φ19@200栓钉L=100mm，纵筋、水平筋钢筋为Φ14@150，拉筋为Φ10@450mm×450mm，内灌C50混凝土，厚度为400mm、350mm，单块钢板宽为2050mm，高为8m，焊缝长，钢板厚，焊接应力较大。
通过研究与应用提高钢板剪力墙焊接质量、减少施工中的应力变形、最大限度地发挥钢板剪力墙结构的整体效用缩短了工期，节约了成本。
双层钢板作为混凝土模板，省去了支模的程序并且加快了施工工期。
3 钢板墙施工工艺流程准备工作→现场定位放线→墙竖向、水平钢筋绑扎→钢筋与钢筋连接板双面焊接→钢板墙安装→钢板墙竖向、水平焊缝焊接（全熔透一级焊缝）→焊缝试验→对拉螺栓加固→混凝土浇筑。
3.1 准备工作①构件、焊剂、连接螺栓等进场前收集资料齐全（合格证、检验报告、复试报告等）；构件进场后需经验收并合格才可进行下一步工序。
②构件规格、尺寸、焊接坡口形式符合设计要求。
③防止焊接过程中应力变化引起应力变形，钢板墙出厂前设置直径为10cm 应力孔洞（钢板剪力墙应力释放孔设置避开钢板剪力墙对角线500mm宽度范围受力较大的区域）。
钢—混凝土组合结构概况
一钢—混凝土组合结构概况（一）钢—混凝土组合结构的一般概念组合结构定义：组合结构的种类繁多，从广义上讲，组合结构是指两种或多种不同材料组成一个结构或构件而共同工作的结构（Composite Structure）。
钢—混凝土组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构之后发展兴起的第五大类结构。
从广义概念上看，钢筋混凝土结构就是具有代表性的组合结构的一种。
组合结构分类：组合结构通常是指钢—混凝土组合结构，其中钢又分为钢筋和型钢，混凝土可以是素混凝土也可以是钢筋混凝土。
国内外常用的钢—混凝土组合结构主要包括以下五大类：（1）压型钢板混凝土组合板；（2）钢—混凝土组合梁；（3）钢骨混凝土结构（也称为型钢混凝土结构或劲性混凝土结构）；（4）钢管混凝土结构；（5）外包钢混凝土结构。
（二）钢—混凝土组合结构的发展概况钢—混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。
于本世纪二十年代进行了一些基础性的研究。
到了五十年代已基本形成独立的学科体系。
至今组合结构在基础理论，应用技术等方面都有很大的发展。
目前钢—混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程中得到广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES）、欧洲钢结构协会（ECCS）、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE）组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要：本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题，并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词：钢-混凝土组合结构；设计；应用；节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架，与混凝土形成一体的结构，是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系，主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
钢管混凝土排柱剪力墙在反复荷载下性能研究
１ 材 料 的本 构模 型
１ １ 混 凝 土 ．
选用 Ｇ ０ １－０ ０混凝土结构设计规 范 所提供的混凝土 Ｂ５０ ０２ １ 本构模 型 ， 混凝土单轴 受压 应力一应变表达式 ， ： 即
当 ＞１时 ：
杆 与屋 架腹 杆平接 ， 可在檩 条下弦第一 节问 的节点处增 加一根 隅
撑 与 屋 架 下 弦 焊 接 。 构 造 详 见 图 ６ 。
１ 构件平 面外 刚度较 差 ， ） 需要 较多支 撑构 件保证 其稳定 ， 增 加 了施工安装 的工 作量 。２ 构件 较柔 ， 放 、 ） 堆 运输 和 吊装 时要注
２ ４ 桁 架式檩 条 的优缺 点 ．
２． １ 桁架 式檩 条的优点 ４．
钢 管 混 凝 土 排 柱 剪 力 墙 在 反 复 荷 载 下 性 能 研 究
刘 高峰 郝 智 海
（． １ 中联西北 工程设计研 究院， 陕西 西安 ７０８ １０ ２； ２ 兰州理工大学 ， ． 甘肃 兰州 ７ ０５ ３０ ０）
摘
要： 为研究钢管 与剪 力墙 共同作 用时的抗震性能 ， 采用有限元软 件 Ａ Ａ Ｕ ， Ｂ Ｑ Ｓ 对比论述 了钢管 混凝 土排 柱剪 力墙与钢 筋混凝
通 撑， 使整个屋 面体 系简洁明快 。普通屋 面梁平 面外刚性 系杆 均为 类 型的大跨度建筑 。对于大柱距的工业 厂房 ， 过合理 的结构布 置， 充分利用桁架 式檩条 的优 点来 简化结 构体 系 ， 到经 济高 效 达 圆钢管 ， 但柱距超过 １ ２ｍ后 ， 圆管 由于长细 比增大而 出现在 自重 已经逐渐成为工业 厂房设计 的主流趋 势。 作 用 下 下 挠 变 形 ， 而 承 载 力 降 低 。假 如 为 抵 抗 变 形 而 增 大 圆 管 的 目的 ， 进 参考文献 ： 截 面的话 ， 又非常不经 济 ， 此时 ， 采用桁架 檩条 可以解决 这方 面的 １ 顾泰 昌 ， 结构设 计手 册编 辑委 员会． 钢 钢结 构设计 问题 。对 屋架纵 向垂直 支 撑来 说 ， 架檩 条 正好 可 以兼作 此 构 ［ ］ 汪一骏 ， 桁 手册（ 上册） Ｍ］ 第 ３版． ［ ． 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， ０ ． ２ ４ ０ 件 。只 要 将 檩 条 下 弦 杆 附 加 一 根 隅 撑 与 屋 架 下 弦连 接 ， 可 以 达 就 到垂直 支撑保证屋架下弦杆平 面外 稳定的效果 。 ２． ２ ４． 桁架 式檩 条的缺点
钢与混凝土组合结构
钢与混凝土组合结构专业：结构工程绪 论由两种不同性质的材料组合成整体共同工作的构件成为组合构件。
由组合构件可组成组合结构。
由于两种不同性质的材料扬长避短，各自发挥其特长，因此具有一系列的优点。
目前研究比较成熟与应用较多的主要是下列的钢与混凝土组合结构：压型钢板与混凝土组合板，.组合梁，型钢混凝土结构，钢管混凝土结构，外包钢混凝土组合结构及钢纤维混凝土等等。
第1章 剪切连接1.1 概述钢与混凝土组合结构，只有将两种不同材料组合成一体才能显示其优越性。
这种组合作用，主要是依靠两种不同材料之间的可靠连接。
连接必须能有效传递混凝土与钢材之间的剪力，同时能有效抵抗两者分离的“掀起力”，才能使混凝土与钢材组合整体，共同工作。
（1）无剪切连接的情况：两根材料、截面、刚度完全相同的矩形截面的梁，叠置在一起，中间不设任何连接，而且忽略两梁之间截面上的摩擦力。
此时，最大弯应力的值为：22m a x m a x 83bhql I My ==σ，发生在每个梁的上下边缘纤维处。
梁在支座处剪力最大：4ql V =。
最大剪应力：bhql bh V 8323max ==τ 跨中最大挠度：3446453842/5Ebhql EI ql f == （2）完全剪切连接的情况：上下梁完全组合成一整体，则可按截面宽度为b ，高为2h ，跨度为l 承受均布荷载q 的简支梁计算。
跨中最大弯矩处的最大正应力为：22max max163bh ql I My ==σ。
梁在支座处剪力最大：2ql V =。
最大剪应力：bhql bh V 8323max ==τ 跨中最大挠度：34425653845Ebhql EI ql f == 可以得出结论：完全剪切连接的组合梁与无剪切连接的叠合梁相比，惯性矩与刚度大大提高。
大大减小了梁截面的法向应力与梁的挠度。
这就是“组合效应”起到的主要作用。
1.2连接方式组合构件中混凝土与钢连接应视构件的形式与受力性能采取不同的方式。
钢与混凝土组合结构的多种结构形式及其性能特点
钢与混凝土组合结构的多种结构形式及其性能特点要：组合结构的使用已经广泛，其中钢与混凝土的组合结构是最为常见的结构形式，而且相当成熟，已经自成独立的结构体系。
在我国，组合结构仍属新的结构形式，随着大量建筑物的兴建，组合结构作为新兴结构得到越来越广泛的采用，应用前景越来越好。
所以，对钢与混凝土组合结构的结构形式及性能特点有一定的了解是很有必要的。
本文就这些方面对不同的组合结构形式展开介绍。
关键词：钢与混凝土组合结构，结构概念，特点Abstract: The composite structure has been used widely, then steel and concrete composite structure is the most common type and quite mature, so it has become the independent structure system. In our country, the combination of structure is still a new structure form with the construction of large number of buildings,combination structure, as an emerging structure, will more and more widely used, and the application prospect will be better. Therefore, the combination of steel and concrete struction of different structure form will be introduced.Keywords: steel and concrete composite structure ，design concept ，characteristics1 概述组合结构是指由两种以上性质不同的材料组合成整体，并能共同工作的构件。
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（参 考 文献］
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发挥 钢 管 和核心 混凝 土 的组 合作 用 ，并给 出 了每层 需 设置 栓 钉数 量 的计算 公式 。
浙 江杭 萧钢 构 股份 有 限公 司提 出一 系 列 新 型 钢 管束组合构件 ，新型构件 由不 同形状的钢管束焊接而 成 ，如 Ｃ型 （图 ５（ｂ））、一字 型 、Ｔ 型等 。构 件便 于标 准化 设计 及 装 配 式 施 工 ，钢 材 可 循 环 利 用 及 绿 色 环 保 ，建 筑 空 间可灵 活 布置 ，满足 不 同人 群需求 。
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（ｂ１ Ｃ楚 俐 拼 授
图 ５ 型 钢 拼 接 型 组 合 钢 板 剪 力 墙
３ 新 型双钢板一混凝土组合剪力墙
本 文 在 前 人 研 究 的基 础 上 ，提 出一 种 新 型 双 钢 板 一混 凝 土 组 合 剪 力墙 ，如 图 ６所 示 。双 钢 板 两 端 与 空 钢管 采用 对接 焊 缝连 接 ，２片钢板 之 间 通过 Ｃ型连 接 件拉 结 ，Ｃ 型 连 接 件 与 钢 板 之 间 通 过 交 叉 点 焊 连 接 ，并 在 双钢板 空 腔 内浇筑 混凝 土 。
程 中的应用 ，有 必要 进 行 组 合 墙 与 钢梁 、组 合梁 的节 点 设计 ，并 进行 系统 的试 验研 究与 理论 分析 。
（４）钢板 混凝 土组 合 剪 力 墙 作 为 一 种 承 载 能 力 高 、抗震 性 能好及 施 工 效 率 高 的新 型组 合 结 构 ，在 以 后的超高层结构 中具有广阔的发展前景 。随着试验 方 法 的不断 改进 、理 论 研 究 的 不 断深 入 、设 计 及 施 工 的不断 成熟 ，钢板 组合 墙结 构将 得 到长 足发展 。
４ 结 论
（１）钢板 一混凝 土组 合 剪 力 墙 与钢 筋 混 凝 土 剪力 墙相 比 ，可避 免底 层 墙 体 过厚 、减 轻 结 构 自重及 增 加 建筑 空 间 ；与 钢板 剪力 墙相 比 ，可延 缓钢 板屈 曲 、提高 构件 延性 及增 强抗 火 性能 。
（２）绝 大 多数钢 板 一混 凝 土 组 合剪 力 墙 的 试 验 与 理论研 究 尚未考 虑建 筑 门窗 开 洞 对 试 件抗 震性 能 的 影 响 ，对 不 同洞 口形 式 、洞 口位 置 及 洞 口尺 寸 的组 合 剪力墙 力 学特 性 的研究 还 有待 于进 一 步开展 。
ｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎ－ｐｌａｎｅ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ
ｓｔｅｅｌ— ｐｌａｔｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｗａｌｌｓ［ｃ］／／ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ２０１４．
ＡＳＣＥ，２０１４：２４７８— ２４８７．
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ｉｎｇ，２００４，１３０（２）：２７１— ２８４．．
Ｅ２］ 郭彦林 ，董全利 ，周 明．防屈 曲钢板 剪力墙滞 回性能理 论与试 验研究 ［Ｊ］Ｉ建筑结 构学报 ，２００９，３０（１）：３１－３９．
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Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１１，４９（７）：８４２— ８５４．
ｒ４１ Ｅｏｍ Ｔ Ｓ，Ｐａｒｋ Ｈ Ｇ，Ｌｅｅ Ｃ Ｈ ，ｅｔ ａ１．Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｓｋｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｗａｌｌ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎ－ｐｌａｎｅ ｃｙｃｌｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
图 ６ 双 钢 板一混 凝 土组 合 剪力 墙
构 件 制 作 可 在 工 厂进 行 ，施 工 简 单方 便 ；两端 空 钢管方便与周边钢梁 、组合梁 的节点设计 ，有效避免 加 强 环对 浇 筑混 凝 土 的 困扰 ，可 以 通 过 调 整 Ｃ型 连 接件 间