剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述

1、剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure姓 名： 劉 季 班 級： 土建研 1303 學(xué) 號： 1049721302417 指導(dǎo)老師： 陳 波 剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述劉 季（武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 湖北武漢 430070）摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，高層建筑逐漸成為現(xiàn)代城市建筑的發(fā)展趨勢。20世紀(jì)60年代開始出現(xiàn)的剪力墻結(jié)構(gòu)，由于其抗側(cè)剛度大，能有效地減小側(cè)移，且具有較好的抗震性能，使其成為現(xiàn)代高層建筑中廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)體系。尤其是其抗震方面的性能，得到了大量的關(guān)注和研究。本

2、文對剪力墻結(jié)構(gòu)的特點、發(fā)展過程與現(xiàn)狀進(jìn)行了簡單的介紹，并重點闡述了目前國內(nèi)外對組合剪力墻和剪力墻體系在抗震性能方面的研究狀況與進(jìn)展，闡述了剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的研究方法。關(guān)鍵詞：剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震性能；組合剪力墻 Research Review on Seismic Behavior of Shear Wall Structure Liu ji(College of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology Wuhan, Hubei 430070)Abstract: With the development

3、 of economy and society, high-rise buildings is becoming the trend of modern urban architecture. Because of its large lateral stiffness, shear wall structure can effectively reduce the lateral and has better seismic performance,which makes it widely used in high-rise buildings. Especially in terms o

4、f the seismic performance,it gets a lot of attention and research.The paper briefly introduces the characteristics, development process and research status of shear wall structure.It mianly introduces the research and progress on composite shear wall and shear walls system in terms of seismic perfor

5、mance,and introduces the research methods of shear wall structure.Key words: shear wall structure; seismic behavior; composite shear wall 鋼筋混凝土高層建筑通常由梁、柱、樓板和剪力墻以及筒體構(gòu)成，剪力墻和由剪力墻組成的筒體是高層建筑抗震的核心抗側(cè)力部件，其抗震性能對于高層建筑的安全可靠有著至關(guān)重要的作用。研制抗震性能好的剪力墻和合理布置剪力墻體系是高層建筑抗震設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑用地日益減少，社會對高層建筑的需求越來越大。隨著高層建筑數(shù)量

6、的增加和建筑形式的多樣化，國內(nèi)外對剪力墻及剪力墻體系的抗震性能的研究也越來越多。出現(xiàn)了各種形式的剪力墻以及多種多樣的剪力墻體系。剪力墻結(jié)構(gòu)之所以能在近幾十年迅猛發(fā)展，是因為其在承載力和抗震性能方面的優(yōu)越性。國內(nèi)外都針對此性能進(jìn)行了大量的試驗和研究，目前研究已比較系統(tǒng)，并頒布了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程。1剪力墻的特點和分類剪力墻是一種能較好的抵抗水平荷載的墻。我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范)將其稱為抗震墻。剪力墻結(jié)構(gòu)室內(nèi)墻面平整，具有抗側(cè)剛度大，側(cè)移?。唤Y(jié)構(gòu)自重大，吸收地震能量大的特點，但是施工較麻煩，造價較高。通常按其墻肢截面高度與厚度的比值分為一般剪力墻、短肢剪力墻和異型柱。般剪力墻就是指墻肢截面高度與厚度之比

7、大于8的剪力墻。相對于其他2種形式它的墻肢寬度較大，在水平荷載作用下通?？辜魟偠绕鹂刂谱饔?，故其耗能較差。短肢剪力墻是指墻肢截面高度和厚度之比為58的剪力墻，通常墻厚不小于200mm。肢長在10002500mm之間，它介乎異型柱和一般剪力墻之間。當(dāng)短肢剪力墻的墻肢再進(jìn)一步減小截面高度，就形成了小墻肢剪力墻，這時其力學(xué)性能就完全變成了框架結(jié)構(gòu)。2 組合剪力墻抗震性能的研究目前在剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的研究中，對剪力墻的試驗研究是最多的，也取得了許多研究成果。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者提出了各種新型的剪力墻，如各種類型的開縫剪力墻和組合剪力墻，對剪力墻的抗震性能進(jìn)行了改善。其中開縫剪力墻主要包括有：同濟(jì)大學(xué)

8、呂西林提出的填充氯丁橡膠帶的帶縫剪力墻1；東南大學(xué)李愛群提出來的采用摩阻式控制裝置的帶縫剪力墻2。而組合剪力墻則是將混凝土和鋼材的優(yōu)勢結(jié)合起來、彌補各自的缺點，具有較高的承載能力和良好的延性。組合剪力墻按組合形式可以分為兩種，一種是單一組合剪力墻，另一種為雙重組合剪力墻。單一組合剪力墻是指采用一種組合形式的剪力墻，應(yīng)用和研究最多的是鋼-混凝土材料組合剪力墻。雙重組合剪力墻是指采用兩種組合形式的剪力墻，如不同受力體系和不同材料的雙重組合3。2.1鋼管混凝土剪力墻抗震性能研究與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土剪力墻相比，鋼管混凝土剪力墻具有承載力高、抗震性能好的特點。其受力性能的優(yōu)越性突出表現(xiàn)在合理利用鋼管對混凝

9、土的緊箍力，這種緊箍力可使混凝土的抗壓性能更為有力地發(fā)揮。在我國，鋼管混凝土剪力墻抗震性能的研究主要在建筑基本構(gòu)件上，對結(jié)構(gòu)體系抗震性能的研究不多。目前，這種剪力墻的形式主要有兩種：一種是在鋼管混凝土框架中內(nèi)嵌一塊鋼板的帶鋼管混凝土邊框邊框的鋼板剪力墻（圖1）；另一種是帶鋼管混凝土邊框的鋼筋混凝土組合剪力墻。在我國，夏漢強等通過用SAP2000對帶方鋼管混凝土邊框的剪力墻進(jìn)行有限元的彈性分析4，驗證了CECS159對承載力進(jìn)行計算時的第條假設(shè)，研究表明第條假設(shè)符合帶方鋼管混凝土邊框的剪力墻結(jié)構(gòu)的特點。楊亞彬5通過試驗研究了帶鋼管混凝土邊框的鋼筋混凝土組合剪力墻的抗震性能，認(rèn)為這種鋼管組合剪力墻

10、具有較強的承載力和抗震性能以及很好的后期承載力和延性;；另外內(nèi)藏鋼桁架的存在，使墻體裂縫的開展得到延緩，有利于內(nèi)力重分布，從而減慢了剪力墻的剛度衰減，后期性能穩(wěn)定。在國外，Astaneh-Asl等學(xué)者試驗研究了帶鋼管混凝土邊框的鋼板剪力墻，做了一個三層1/2縮尺模型的試驗。試驗結(jié)果顯示鋼管混凝土邊框的鋼板剪力墻具有良好的延性和耗能能力。到目前為止，帶鋼管混凝土邊框的鋼筋混凝土組合剪力墻在我國的工程建設(shè)中已經(jīng)有應(yīng)用：例如1999年建成的深圳72層賽格廣場大廈和2001年建成的杭州瑞豐國際商務(wù)大廈中分別采用了圓鋼管混凝土邊框和方鋼管混凝土邊框的鋼筋混凝土組合剪力墻。圖1帶鋼管混凝土邊框的鋼板剪力墻

11、 圖2 SRC剪力墻模型及截面配筋形式2.2型鋼混凝土組合剪力墻抗震性能研究自20世紀(jì)90年代以來，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體(SRC)系自美國向世界迅速傳播開。型鋼混凝土剪力墻雖然在實踐中已有一些應(yīng)用，但過去對其性能研究較少，認(rèn)識不夠，因而應(yīng)用也較為有限。隨著SRC結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，型鋼混凝土組合剪力墻必將成為常用構(gòu)件。 在我國，90年代初清華大學(xué)就對中、高型SRC 剪力墻進(jìn)行了抗彎性能、破壞形態(tài)、開裂荷載、極限承載能力和塑性鉸區(qū)高度等試驗研究，圖2所示為試驗時的模型及截面配筋形式。研究表明：型鋼混凝土組合剪力墻具有良好的抗震性能6。西南交通大學(xué)黃雄軍、趙世春等進(jìn)行了4個型鋼混凝土和1個鋼

12、筋混凝土低剪力墻的試驗研究7，圖3為試件的外形尺寸及配筋圖。試驗表明：勁性混凝土邊框較鋼筋混凝土邊框有良好的抗震性能，可以作為抗震的第二道防線。東南大學(xué)的藍(lán)宗建等，針對底層框架-剪力墻多層磚房的剪力墻抗震問題，對鋼筋混凝土墻內(nèi)設(shè)置型鋼剛架的低剪力墻和型鋼混凝土開洞低剪力墻進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗研究8，對底層框架-剪力墻多層磚房模型進(jìn)行振動臺試驗研究9。試驗表明，型鋼骨架能夠控制剪力墻中裂縫的發(fā)展，形成較完備的耗能機制，起到了良好的二道設(shè)防作用，使結(jié)構(gòu)的抗震能力明顯提高。2004年同濟(jì)大學(xué)武敏剛、呂西林對鋼骨聯(lián)肢剪力墻進(jìn)行了抗震性能試驗研究10。試驗表明，鋼骨混凝土低剪力墻的剪切破壞形態(tài)與普通混

13、凝土低剪力墻的破壞形態(tài)沒有明顯區(qū)別，但鋼骨的存在使得墻體抗剪承載力大大提高，也使得墻體剛度退化趨于平緩，同時墻體的延性也有所提高。日本是強地震多發(fā)國家，對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的理論和試驗研究工作比較深入，應(yīng)用最廣。日本學(xué)者M(jìn)atsumotoToshio對填充預(yù)制混凝土板的型鋼混凝土多層剪力墻的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了研究。填充預(yù)制混凝土板的型鋼混凝土多層剪力墻是多層剪力墻的一種新結(jié)構(gòu)體系，即使用預(yù)制混凝土墻板插入型鋼混凝土邊界柱(圖4)。通過地震荷載試驗已經(jīng)了解了這種體系的結(jié)構(gòu)性能。并且通過對3個試件的試驗研究，證實該新體系的抗剪機制完全能夠保證多層預(yù)制混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)整體性。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的推動，提倡推

14、廣建筑用鋼，這就使得型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有廣闊的前景。型鋼混凝土組合剪力墻在高層混合結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來越多。美國和日本進(jìn)行了一項為期5年的組合和混合結(jié)構(gòu)的合作研究，是美國-日本合作抗震研究項目的第5部分。其中包括混凝土型鋼混凝土柱體系、鋼筋混凝土型鋼混凝土組合墻體系結(jié)構(gòu)性能的試驗研究，提出了設(shè)計公式、靜力和動力分析的數(shù)學(xué)模型、細(xì)部構(gòu)造和體系的設(shè)計特點等11。圖3帶邊框低剪力墻試件的外形尺寸及配筋 圖4 填充預(yù)制混凝土板的型鋼混凝土剪力墻2.3鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能研究鋼筋混凝土剪力墻和鋼板剪力墻都有各自的優(yōu)點和缺點，將二者進(jìn)行合理的優(yōu)勢組合即形成了鋼板混凝土組合剪力墻。鋼板混凝土組合剪力墻

15、可以分為：單側(cè)鋼板-混凝土組合剪力墻、兩片鋼板-內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻、鋼板外包混凝土剪力墻。2.3.1單側(cè)鋼板-混凝土組合剪力墻單側(cè)鋼板-混凝土組合剪力墻是將鋼板焊接固定在工字鋼框架內(nèi),再用栓釘將鋼板和混凝土墻板錨接(圖5)。這種剪力墻已經(jīng)應(yīng)用在抗震地區(qū)。雖然在目前的應(yīng)用階段，設(shè)計者們僅僅把混凝土當(dāng)做防止鋼板屈曲的構(gòu)件，使鋼板能夠達(dá)到受剪屈服極限承載力。California大學(xué)的Abolhassan Astaneh-Asl和Zhao等對鋼框架填充單側(cè)鋼板-混凝土組合剪力墻進(jìn)行了研究12，并提出一種改進(jìn)的措施，即在混凝土墻板和鋼框架之間留縫，縫隙可以不填充任何物質(zhì)或填充一些軟性物質(zhì)，也可以填充一

16、些黏彈性材料增加結(jié)構(gòu)的耗能能力。由于縫隙的存在，加載初期鋼筋混凝土墻不和框架一起受力，相對小的側(cè)移下不承受側(cè)向荷載。只要鋼筋混凝土墻板周圍的縫隙不閉合，認(rèn)為鋼筋混凝土墻板對于總體承載力、剛度和延性的貢獻(xiàn)可忽略。鋼筋混凝土墻板在這一階段的作用是為鋼板提供平面外支撐并阻止屈服前的屈曲。因此，在較小的側(cè)向位移下，這一體系和鋼板剪力墻相似，并在受剪屈服前阻止了鋼板的屈曲。在較大側(cè)向位移下，鋼筋混凝土墻和周邊框架的縫隙在角部閉合，這時混凝土剪力墻開始提供承載力、剛度和延性。而且，鋼筋混凝土墻能夠?qū)︿摪鍓τ捎谇斐傻膭偠葥p失起到彌補的作用。由于縫隙內(nèi)填充的耗能黏彈性材料，開縫的剪力墻比不開縫的普通剪力墻

17、具有更好的延性。由于縫隙的存在，混凝土墻在位移較大的循環(huán)荷載作用下的破壞比不開縫的普通剪力墻要輕得多。圖5 鋼框架填充單側(cè)鋼板-混凝土組合剪力墻 圖6 雙面壓型鋼板內(nèi)填混凝土的組合剪力墻2.3.2兩片鋼板-內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻目前，研究較多的兩片鋼板-內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻有兩種。一種是在鋼框架中焊接兩塊鋼板并內(nèi)填混凝土,同時在墻板邊緣用栓釘加強連接，另一種是在兩層鋼板中間內(nèi)填混凝土,并在鋼板中設(shè)置豎向加勁肋。第一種鋼板-內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻在高層建筑中作為抗側(cè)力構(gòu)件具有一定的優(yōu)勢，比如鋼板可以省去施工時的臨時模板，減少人工等。WrightHoward和AnwarHossain K M等對雙面壓

18、型鋼板內(nèi)填混凝土的組合剪力墻（圖6）在施工荷載和使用階段荷載作用下的力學(xué)性能、軸壓性能以及抗剪性能等進(jìn)行了一系列研究13 14。研究表明，軸壓承載力受到鋼板局部屈曲和混凝土截面形狀的影響，組合墻的縱向抗彎剛度有利于結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定性，并防止了早期的整體屈曲發(fā)生。通過試驗研究，分析了兩片薄鋼板內(nèi)嵌混凝土剪力墻的變形、強度、剛度、應(yīng)變、鋼板-混凝土相互作用和破壞模式等，建立了抗剪強度和剛度的分析模型。第二種鋼板-內(nèi)嵌混凝土組合剪力墻具有很高的承載力和良好的延性，主要用于承受海浪或移動的冰雪等較大荷載作用的結(jié)構(gòu)。加拿大的Link等對這種組合剪力墻在豎向荷載和水平反復(fù)荷載下的極限承載力和后期承載力進(jìn)行了非

19、線性有限元分析。通過對破壞模式、加荷機制、應(yīng)力分布和后期反應(yīng)的分析可知，這種剪力墻具有良好的延性，在峰值點后可以保持穩(wěn)定的后期承載力直至達(dá)到很大的變形。2.3.3鋼板外包混凝土剪力墻鋼板外包混凝土預(yù)制裝配式剪力墻板，是在鋼板剪力墻基礎(chǔ)上提出的一種用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的新型抗側(cè)力構(gòu)件。它以普通鋼板作為基本支撐板，鋼板上、下分別與鋼框架中的梁相連，兩側(cè)外包混凝土為鋼板提供側(cè)向約束，防止鋼板過早屈曲失穩(wěn)，同時混凝土還起到防火隔熱的作用。同濟(jì)大學(xué)李國強等對3片鋼板外包混凝土剪力墻試件進(jìn)行了反復(fù)加載試驗15。研究結(jié)果表明：鋼板外包混凝土剪力墻板受力明確，在混凝土開裂前鋼板與混凝土共同工作，有很大的抗側(cè)移剛

20、度，對于提高結(jié)構(gòu)整體在非地震條件或小地震條件下的側(cè)向承載力和抗側(cè)移剛度是非常有利的。另外，鋼板外包混凝土剪力墻板延性好，允許有較大的變形。這樣，在大震情況下鋼板外包混凝上剪力墻板能夠大量消耗能量，保證結(jié)構(gòu)整體不坍塌，具有良好的抗震性能，是一種很有發(fā)展前途的抗側(cè)力構(gòu)件。3 剪力墻體系抗震性能的研究3.1一般剪力墻抗震性能研究由于一般剪力墻的剛度比較大，所以它往往應(yīng)用于層數(shù)較多(20層以上)的高層建筑中。因為如果采用其他剪力墻，往往會使結(jié)構(gòu)偏柔，結(jié)構(gòu)的頂點位移和層間位移可能不滿足規(guī)范要求，底部剪力系數(shù)也偏低，結(jié)構(gòu)趨于不安全。國內(nèi)外對一般剪力墻結(jié)構(gòu)已進(jìn)行了大量的研究工作，在我國清華大學(xué)方鄂華教授在國

21、內(nèi)較早開展了剪力墻抗震性能的系統(tǒng)研究工作16。做了相當(dāng)多的試驗，試驗結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)剪力墻洞口不太大時，剪力墻整體性能比較好，剪力墻截面彎曲破壞極限承載力可以按照全截面抗彎計算。豎向荷載對剪力墻的極限強度和變形有很大影響，隨著軸壓力的增大，承載力和剛度均表現(xiàn)為提高。其后，總結(jié)有關(guān)的低周反復(fù)試驗結(jié)果，得出結(jié)論：對開洞剪力墻，連梁屈服可使整個體系具有較好的抗震性能，而連梁的剪切破壞則會使剪力墻剛度嚴(yán)重退化，降低整個體系的極限變形能力和耗能能力。降低連梁的配筋可以使剪力墻剛度減小，因而減小地震作用，并使墻肢裂縫較細(xì)，耗能部位分散，有利于改進(jìn)結(jié)構(gòu)的抗震性能。已有的試驗結(jié)果表明:影響剪力墻抗震性能的因素有很

22、多，其中主要有剪跨比、墻肢配筋構(gòu)造、軸壓比、混凝土強度和邊緣構(gòu)件的設(shè)置等。3.2 短肢剪力墻抗震性能研究由于短肢剪力墻剛度小于一般剪力墻，所以它往往應(yīng)用于小高層住宅結(jié)構(gòu)中。由于結(jié)構(gòu)高度增加，結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移剛度也必須增加，才能滿足規(guī)定的側(cè)移和相應(yīng)的抗震性能要求，一般的異形柱框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足這些要求。因而可以考慮將部分異形柱截面加大，變成短肢剪力墻，形成短肢剪力墻與異形柱混合的或以短肢剪力墻為主的結(jié)構(gòu)體系，即“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系”。目前，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系的理論研究目前大都停留在設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)和建議方面，對工程設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。試驗研究方面，國內(nèi)大學(xué)做了一些低周反復(fù)荷載試驗和地震模擬振動臺試

23、驗。西安建筑科技大學(xué)進(jìn)行了單層單跨、兩榻單跨四層的三榻縮尺寬肢異形柱框架（即短肢墻與連梁組合構(gòu)件）模型的低周反復(fù)荷載試驗17。同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了兩榻1/3.5比例的兩層兩跨高性能混凝土寬肢異形柱邊框架的低周反復(fù)荷載試驗18。中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所程紹革研究員等為了揭示短肢剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下的受力性能和反應(yīng)特點，驗證地震區(qū)建造此類結(jié)構(gòu)的可行性，對一棟擬建的高層短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了整體結(jié)構(gòu)模型模擬地震振動臺試驗。在模擬設(shè)防烈度和罕遇大震作用的試驗階段，通過對模型開裂部位、裂縫發(fā)展和破壞狀態(tài)的觀察分析,指出短肢剪力墻結(jié)構(gòu)具有受力均勻、抗震性能好的優(yōu)點，地震區(qū)建造此類建筑是可行的。呂志濤院

24、士以某30層高層商住樓為原型,在同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)模型振動臺試驗，分析了短肢墻一筒體結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。試驗結(jié)果表明，該體系不僅實用性能好，而且具有良好的抗震性能，是一種很值得在7度地震區(qū)，2030層高層住宅建筑中推廣采用的結(jié)構(gòu)體系。同時指出：位于結(jié)構(gòu)角部的一字形短肢剪力墻出現(xiàn)先于與其相連連梁破壞的情況,是這種結(jié)構(gòu)體系中的薄弱環(huán)節(jié)。建議加強一字形短肢剪力墻的配筋，或?qū)⒋怪庇谝蛔中味讨袅Φ牧豪?，避免使短肢剪力墻位于結(jié)構(gòu)角部。由以上短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的試驗分析可知，幾乎所有低周反復(fù)試驗和整體結(jié)構(gòu)模型振動臺模擬地震試驗都表現(xiàn)出：梁端先出現(xiàn)塑性鉸，最后在墻體底部形成塑性鉸，結(jié)構(gòu)變成機構(gòu)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象

25、是因為梁的截面高度較小，抗彎能力較弱，使得短肢墻結(jié)構(gòu)具有較理想的梁鉸破壞機制，結(jié)構(gòu)具有良好的變形和耗能能力。由此可見，經(jīng)過合理的設(shè)計，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系可以形成耗能良好的梁鉸破壞機制，從而彌補了短肢剪力墻或異形柱因截面不對稱導(dǎo)致的先天性缺陷。3.3 異形柱框架抗震性能研究當(dāng)短肢剪力墻的墻肢再進(jìn)一步減小截面高度，就形成了小墻肢剪力墻，這時其力學(xué)性能就完全變成了框架結(jié)構(gòu)。在墻肢端部加上短肢的翼緣后，就形成了一種雙向都能受力的框架-異形柱結(jié)構(gòu)。異形柱結(jié)構(gòu)是指柱肢的截面高度與柱肢寬度的比值在24之間，相對于正方形與矩形柱而言是異形的柱子。異形柱結(jié)構(gòu)完全是框架結(jié)構(gòu)，變形是以剪切變形為主，結(jié)構(gòu)計算方法也完

26、全是按照空間框架結(jié)構(gòu)的方法。自從80年代初天津市輕工業(yè)設(shè)計院曹澤潤教授等提出異形柱框輕體系以來，國內(nèi)對這一體系進(jìn)行了大量的研究工作。華南理工大學(xué)的馮建平教授等人進(jìn)行了15根L形截面柱的受剪試驗,討論分析了其破壞特點及剪跨比、軸壓比等因素對抗剪承載力的影響。曹萬林教授等較系統(tǒng)地進(jìn)行過80根異形柱的抗震性能試驗研究，研究了不同配筋方式、不同軸壓比、不同剪跨比、不同混凝土強度等級、不同水平力作用方向的L形柱T形、十字形柱、Z形柱的抗震性能試驗研究。從這些研究中不難看出，異形柱框架結(jié)構(gòu)與普通框架結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于其受力性能不同，異形柱抗扭性能差，受地震作用時尤然。異形柱難以避免承受較大地震作用時早期混

27、凝土的壓碎,從而產(chǎn)生鋼筋壓屈而破壞。一般而言,異形柱框架結(jié)構(gòu)比普通框架結(jié)構(gòu)的抗震受力性能要差。4 剪力墻體系抗震性能研究方法目前采用最多的方法就是試驗研究，通常選用結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗和結(jié)構(gòu)抗震動力試驗。擬靜力試驗，即前面多次提到的低周反復(fù)加載試驗。它是對試件進(jìn)行低周反復(fù)加載直至試件破壞。大多數(shù)抗震性能試驗選用這種試驗方法，是因為擬靜力加載試驗?zāi)軌虺浞值乩迷嚰某休d力、剛度、變形能力、耗能能力和損傷特征等。擬靜力試驗還分為單調(diào)加載試驗和循環(huán)加載試驗，單調(diào)加載試驗是從“零”加載直至構(gòu)件破壞，而循環(huán)加載試驗則是由位移或者力作為控制量，按照一定的幅值循環(huán)加載，幅值大小可以變化。與擬靜力試驗相比，擬動力

28、試驗還可以提供一定的應(yīng)變速率。另外還可以建模分析。在罕遇地震作用下，抗震結(jié)構(gòu)都會部分進(jìn)入塑性狀態(tài)，為了滿足大震作用下結(jié)構(gòu)的功能要求，考慮研究和計算結(jié)構(gòu)的彈塑性是非常必要的。當(dāng)前國內(nèi)外抗震設(shè)計的發(fā)展趨勢，是根據(jù)對結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行設(shè)計，結(jié)構(gòu)彈塑性分析將成為抗震設(shè)計的一個必要的組成部分。結(jié)構(gòu)彈塑性分析可分為彈塑性動力分析（時程分析）和彈塑性靜力分析（推力計算）兩大類。最近一些國家的學(xué)者相繼提出用彈塑性靜力分析方法（Puhs-over Analys）進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震性能研究。此外基于位移的抗震設(shè)計（Displacement-Based Design，簡稱DBD）也是高

29、層剪力墻體系研究的一種全概念的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法。DBD是實現(xiàn)基于功能的抗震設(shè)計的重要步驟。它比現(xiàn)行抗震設(shè)計方法中強調(diào)的概念設(shè)計更進(jìn)了一步，它要求有量化的設(shè)計指標(biāo)?；谖灰频目拐鹪O(shè)計要求進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。預(yù)期的地震作用一般是指大震。因此除了驗算構(gòu)件的承載力外，要控制結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；并根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及應(yīng)變分布，確定構(gòu)件的構(gòu)造要求。5 結(jié)語剪力墻結(jié)構(gòu)的由于其優(yōu)越的抗震性能，越來越多的應(yīng)用到了高層建筑中。國內(nèi)外的學(xué)者對剪力墻體系的抗震性能研究做了不少努力，也取得了不少的成果

30、。但是由于實際地震災(zāi)害的不確定性以及結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)問題的復(fù)雜性，要建立起一套較為精確的剪力墻體系抗震性能理論尚需要進(jìn)行大量的試驗和理論研究。在這些理論完善前，我國可以通過建立一個合適的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)來保證結(jié)構(gòu)在中、大震作用下的安全度。經(jīng)濟(jì)與安全的關(guān)系，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要技術(shù)政策，也是結(jié)構(gòu)抗震理論發(fā)展的最終目的。參考文獻(xiàn)1 呂西林, 孟良. 一種新型抗震耗能剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的抗震性能研究J. 世界地震工程, 1995 (2): 22-26.2 李愛群, 曹征良. 帶摩阻裝置鋼筋砼低剪力墻極限承載力分析J. 東南大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 1994, 24(3): 70-74.3 Cao W L, Zhan

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