宣讲--防屈曲耗能钢板墙PPT课件.ppt

更灵活的布置方式 更卓越的抗震性能 研发 同济大学多高层钢结构及钢结构抗火研究室上海同钢建筑科技有限公司 防屈曲耗能钢板墙BucklingRestrainedSteelPlateShearWall 更薄 更轻 更经济 钢板 混凝土板 2020 3 20 1 纯钢板剪力墙的特点 钢板剪力墙是内嵌在框架中的抗侧力结构构件 本身只承受水平作用 与混凝土剪力墙相比 纯钢板剪力墙自重轻 布置更加灵活 当结构水平刚度相同时 其用钢量比纯钢框架方案少 钢板剪力墙根据其宽厚比min b t t的大小 可以分为薄钢板剪力墙和厚钢板剪力墙 厚钢板剪力墙 宽厚比 250 有较大的弹性初始面内刚度 且在大震作用下具有良好的延性及稳定的滞回性能 厚钢板墙的最大不足是耗钢量大及成本高 其发展受到一定的限制 薄钢板剪力墙 宽厚比 250 由于其宽厚比较大 在侧向力较小时就发生局部屈曲 就耗能能力而言 薄钢板剪力墙的滞回曲线均有不同程度的捏拢现象 不如厚钢板墙滞回曲线饱满 2020 3 20 2 纯钢板剪力墙的缺点 薄钢板剪力墙 宽厚比 250 由于其宽厚比较大 在侧向力较小时就发生局部屈曲 就耗能能力而言 薄钢板剪力墙的滞回曲线均有不同程度的捏拢现象 不如厚钢板墙滞回曲线饱满 薄钢板剪力墙 开洞薄钢板剪力墙 薄钢板剪力墙的屈曲 薄钢板剪力墙的滞回屈曲存在捏拢现象 2020 3 20 3 什么是防屈曲钢板墙 防屈曲耗能钢板墙是在纯钢板剪力墙基础上研发而成的一种新型抗侧力构件 它以普通钢板作为核心抗侧力构件 通过螺栓或者栓钉等抗剪连接件与约束混凝土板连接 在弹性工作阶段 防屈曲钢板墙具有很大的抗侧刚度 在中震 大震情况下 防屈曲钢板墙具有非常优秀的耗能能力 防屈曲钢板墙既可用于钢结构 也可用于混凝土结构 既可用于新建项目 也可用于既有改造项目 防屈曲钢板墙只与上 下梁连接 而不与两侧的柱连接 结构梁 混凝土板 抗剪连接件 结构柱 红色虚线范围之内为防屈曲钢板墙 钢板 2020 3 20 4 防屈曲钢板墙的优点 弹性阶段可提供较大刚度抗震性能良好墙体薄 自重轻 布置非常灵活施工安装方便 大大提高建设进度降低建设项目造价 经济性良好 2020 3 20 5 从上世纪90年代起 同济大学开始研制防屈曲耗能钢板墙 目前已经开始应用于实际工程 防屈曲钢板墙的产品性能 2020 3 20 6 防屈曲耗能钢板墙 低屈服点钢材的性能介绍 防屈曲耗能钢板墙产品系列 表1低屈服点钢160 225的力学性能 表2防屈曲耗能钢板墙规格型号表 防屈曲耗能钢板墙的核心钢材采用低屈服点钢材和Q235等级钢材制造 低屈服点钢材俗称软钢 其主要特点是屈服点稳定 波动范围一般在 20MPa以内 伸长率是普通钢材的两倍 国产低屈服点钢板的材料力学性能见表1 防屈曲耗能钢板墙可根据项目实际情况进行定制设计和生产 2020 3 20 7 防屈曲钢板墙的工程应用领域 在新建工程中 代替钢筋混凝土剪力墙 防屈曲耗能钢板墙能够显著提高结构的刚度 强度和延性 并且具有稳定的滞回性能 耗能性能优良 防屈曲钢板墙比具有相同刚度的钢筋混凝土剪力墙轻得多 因而可有效降低作用在基础上的荷载以及作用在结构上的地震作用 用于既有建筑的改造加固 相比增大构件截面 新增剪力墙等传统加固方法 采用防屈曲钢板墙不仅可有效提高结构刚度 而且能显著增强结构的抗震性能 缩短施工周期 降低工程造价 作为阻尼器使用 在抗震加固项目中使用尤为合适 使用防屈曲钢板墙作为阻尼器 在增加结构耗能能力的同时 基本不会改变原有结构性质 对结构其他部分影响很小 2020 3 20 8 防屈曲钢板墙的布置方式 抗侧刚度 2020 3 20 9 防屈曲钢板墙的主要技术参数 抗侧刚度 2020 3 20 10 上海新锦江饭店核心筒部分采用了钢板剪力墙结构 其钢板厚为100mm 宝钢都江堰钢结构住宅11层小高层住宅 采用钢框架 钢板剪力墙体系 该体系能合理控制用钢量 满足建筑灵活布置的需要 耗能性能良好 钢板剪力墙的工程应用 2020 3 20 11 北京国贸三期 2008国贸三期工程地处八度地震带 主塔楼的抗侧力体系为筒中筒结构 内筒16层及以下设置组合钢板剪力墙 在混凝土的约束下 组合钢板墙的整个钢板可以达到抗剪屈服强度 优于纯钢板墙只有在对角受拉区域有效的受剪承载力 组合钢板墙的组合机制提供了很好的延性和抗侧刚度 而且钢板两边都有混凝土 无需再做防火保护措施 津塔是天津市新的地标式建筑 高336 9米 为中国长江以北地区的第一高楼 津塔为采用纯钢板剪力墙结构的世界第一高楼 津塔为全钢结构超高层建筑 由美国SOM公司承担结构设计 整体建筑为筒中筒结构形式 由内侧核心筒与外筒组成 而核心筒则由若干电梯井及薄型钢板剪力墙组成 天津津塔大厦 2008 钢板剪力墙的工程应用 2020 3 20 12 NipponSteelBuilding 20层 1970 日本东京日本第一幢钢板墙建筑 也是世界上第一幢同类型结构体系的建筑物 该建筑横向采用了由五榀H形钢板墙组成的抗侧力体系 钢板尺寸约为3700mm 2750rnm 纵横方向均设置槽钢加劲肋 钢板厚度从4 5 12mm不等 与周边框架焊接 钢板两侧外包50mm厚防火材料 该楼于1988年建成 经受了1995年阪神大地震 研究人员在震后的调查中发现 该建筑物未出现任何明显的结构破坏 仅在26层发生了加劲钢板墙的局部屈曲 屋顶部位在正北 正西方向的侧移分别只有225mm和35mm 而紧邻其前的八层钢筋混凝土建筑 其中一层被压扁 上部三层整体坍塌并水平滑出较大距离 KobeOfficeBuilding 35层 1988 日本神户 钢板剪力墙的工程应用 2020 3 20 13 该建筑底部两层为钢筋混凝土剪力墙 上部四层采用了钢板墙结构体系 钢板厚度16 19mm 经历了1987年Whittier地震和1994年Northridge大地震 在1994年Northridge地震中 楼内的记录装置显示的数据表明 SylmarCountyHospital 6层 1971 美国加州 顶部最大加速度1 71g 最大速度140cm s 由此产生的基底剪力是设计值的数倍 对该楼的震害调查发现 主要受力构件并没有发生破坏 仅有钢板四周一些焊缝发生微小裂纹 该建筑整体平面呈弧形 且建筑立面由多个高度不同的部分组成长轴方向采用钢框架 支撑体系 短轴方向采用钢板墙 采用钢板墙方案主要基于以下原因 建筑方面 若采用钢框架 构件断面尺寸会很大 减少了使用空间 若两个方向均采用钢支撑框架 则需要外包很厚的墙体 同样占用宝贵的空间 施工方面 由于建筑物不规则 建造商不愿采用钢筋混凝土框架结构 而且该体系又因较长的混凝土施工周期而影响整个工程的进度 经济性 经分析比较 钢板墙体系比采用钢框架结构体系耗钢量大约减少1 3 HyattRegencyHotel 50层 美国德州达拉斯 钢板剪力墙的工程应用 2020 3 20 14 UnitedStatesFederalCourthouse 美国 24层 TheCentury SanFrancisco 美国 46层 ShinjukuNomuraBuilding 日本 51层 Saitama ShintoshinNationalGovernment