摘要：重點(diǎn)分析了剪力墻荷載位移曲線受加勁肋寬厚比和肋板剛度比的影響，并分析、研究了加筋鋼板剪力墻的抗剪性能。肋板剛度比對(duì)厚板的影響要小于薄板，通過(guò)分析，說(shuō)明了加設(shè)加勁肋可以明顯提升鋼板剪力墻的承載能力。
　　關(guān)鍵詞：肋板剛度比；加勁肋；鋼板剪力墻
　　隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，從多層建筑到超高層建筑的框架結(jié)構(gòu)中，抗側(cè)力構(gòu)件鋼板剪力墻被廣泛采用。鋼板剪力墻具有良好的塑性耗能作用、穩(wěn)定的滯回性能，同時(shí)具有較高的延性、強(qiáng)度、剛度等，與傳統(tǒng)混凝土剪力墻相比，它有效解決了混凝土剪力墻角部容易開(kāi)裂、自重較大等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一系列的試驗(yàn)，影響剪力墻極限承載力的一個(gè)主要的因素就是柱子的破壞。框架柱受到薄板墻所產(chǎn)生的拉力，而發(fā)生較大彎矩。厚板墻框架柱中存在極大軸力，是因?yàn)槊鎯?nèi)均勻受剪。因此，為了確保柱子不受剪力墻的不良影響，在鋼板剪力墻中采用交叉加勁肋，并對(duì)此進(jìn)行不斷研究。在調(diào)查、研究了框架柱、梁與墻板四周的連接情況后，表明，加勁板具有良好的滯回性能和較高的承載力。分析在單向荷載的作用力下，加勁肋兩端連接鋼板剪力墻的抗剪性能。
　　1.剪力墻概念和特點(diǎn)
　　剪力墻又稱為結(jié)構(gòu)墻、抗震墻或者抗風(fēng)墻。其主要作用為防止結(jié)構(gòu)剪切破壞，構(gòu)筑物中，剪力墻主要承受地震作用所引起的水平荷載或風(fēng)荷載等。剪力墻分為筒體剪力墻和平面剪力墻。筒體剪力墻一般由樓梯間、電梯間、輔助用房間隔墻來(lái)圍成，通常用于懸吊結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及高層建筑中，筒壁的強(qiáng)度和剛度可承受很大水平荷載，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體。平面剪力墻通常用于無(wú)梁樓蓋體系、升板結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中。可通過(guò)預(yù)制裝配鋼筋混凝土剪力墻來(lái)增加結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力、強(qiáng)度、剛度等。根據(jù)受力的不同，墻可分為剪力墻和承重墻。剪力墻一般在抗震設(shè)防區(qū)域適應(yīng)，以承受水平荷載為主要目的，剪力墻之所以被稱之為抗震墻，就是因?yàn)槠淠軌蛳鄬?duì)抵抗由地震作用所產(chǎn)生的水平荷載。典型的承重墻有砌體墻等，承受豎向荷載能力較強(qiáng)。另外，按照結(jié)構(gòu)材料的不同，還可以將剪力墻分為配筋砌塊剪力墻、型鋼混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻。而鋼筋混凝土剪力墻是建筑工程中最為常見(jiàn)的。
　　剪力墻特點(diǎn)有：a利用中心剪力墻，根據(jù)建筑平面的抗側(cè)剛度需求，來(lái)達(dá)到強(qiáng)度和剛度的標(biāo)準(zhǔn)，形成助于奧抗側(cè)力構(gòu)件；b可設(shè)置于間隔墻豎平面內(nèi)，用于各墻的梁的連接；c樓蓋方案靈活，可進(jìn)行多方案的選擇；d墻的數(shù)量可根據(jù)抗側(cè)力的需要決定，可多可少，通過(guò)不同的布置以及尺寸，還可對(duì)剛度中心位置進(jìn)行調(diào)整；e豎向構(gòu)件可利用間隔墻位置、并結(jié)合建筑平面來(lái)進(jìn)行布置，且該布置不會(huì)與建筑的使用功能產(chǎn)生不符。剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是在水平荷載的作用下，側(cè)移小，側(cè)向剛度大，與框架結(jié)構(gòu)相比較具有更好的抗側(cè)力能力，而且還擁有良好的空間作用和整體性，因此，可用于較高建筑物的建造。但是，剪力墻也有自身的不足，例如：靈活性低，結(jié)構(gòu)自重較大，不適合大空間公共建筑，建筑平面布置不夠靈活，在對(duì)剪力墻間距進(jìn)行設(shè)置上存在一定限制等。剪力墻的類別也多種多樣，例如：開(kāi)有不規(guī)則洞口的剪力墻、框支剪力墻、連肢強(qiáng)、小開(kāi)口整體墻以及整體墻等等。
　　2.參數(shù)與模型
　　圖1 參數(shù)
　　加勁鋼板剪力墻的幾何參數(shù)可參照?qǐng)D1所示，圖中，交叉加勁肋的寬度是 、交叉加勁肋的厚度是 ； 為鋼板墻的厚度、 為鋼板墻的高度、而 則代表了鋼板墻的厚度。因?yàn)橐獙?duì)墻板自身的參數(shù)變化規(guī)律以及力學(xué)性能進(jìn)行考察，所以，從很大程度上抵消了框架柱、梁對(duì)墻板抗剪性能的干擾，在該模型中，假設(shè)柱、梁的節(jié)點(diǎn)為鉸接，框架柱、梁的抗彎剛度和抗壓能力為無(wú)限大。可對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行定義。墻板與加勁肋的剛度比為 ；加勁肋的寬厚比為 ；墻板邊長(zhǎng)比為 ；墻板高厚比為 。在上述公式中， 為交叉加勁肋繞墻板中面的慣性矩； 為彈性模量；而 ，為墻板的柱面剛度。設(shè)置墻板厚度 = ，對(duì)稱布置加勁肋寬度 = ，板厚度為 = ，墻板尺寸則為 ，得出：
　　， .
　　最終可求出肋板剛度比 ：
　　3.結(jié)構(gòu)
　　在對(duì)角交叉加勁鋼板剪力墻的兩側(cè)，對(duì)稱布置這加勁肋沿墻板對(duì)角線，框架梁與墻板上、下邊栓接或者焊接，而框架柱不與墻板左右兩側(cè)連接，通過(guò)圖，我們可以看出其結(jié)構(gòu)。
　　圖2 結(jié)構(gòu)圖
　　4.對(duì)肋板剛度比的影響
　　增加肋板剛度比，能夠顯著提升薄板的極限承載力，不僅如此，還能夠有效改善厚板的延性性能。對(duì)于薄板而言，應(yīng)取相對(duì)較大的肋板剛度比。而針對(duì)于厚板，不宜取過(guò)大的肋板剛度比。在增設(shè)加勁后，很大程度上提高了承載力，非加勁薄板的承載能力雖然沒(méi)有厚板高，但是卻擁有姣好的延性，但是在加設(shè)了加勁肋后，反而降低了墻板的延性。我們可以看出，增加肋板剛度比，延性也隨之提高，同時(shí)增加了極限承載力。所以，在設(shè)置薄板加勁肋時(shí)，在延性不會(huì)降低太多的情況下，同時(shí)提升承載力。剪力墻荷載位移曲線受加勁肋的影響較為顯著。在加設(shè)了加勁肋后，無(wú)論是薄板還是厚板，厚板的提高幅度雖然小于薄板，但是墻板的承載能力卻明顯提高。在曲線到達(dá)峰值之后，非加勁厚板的延性快速下降，加設(shè)了加勁肋后，就能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持很高承載能力，并有效緩解曲線下降的趨勢(shì)，確保了延性。墻板承載能力不會(huì)隨著肋板剛度比的提高而提高，從這點(diǎn)上我們可以看出，若一味加強(qiáng)加勁肋，只會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)，而降低了實(shí)際效果。
　　5.對(duì)加勁肋寬厚比的影響
　　荷載位移曲線受加勁肋寬厚比的影響可參照?qǐng)D3所示。圖中墻板邊長(zhǎng)比為 ，而肋板剛度比為 。從整體上來(lái)看，無(wú)論是薄板還是厚板，墻板荷載位移曲線受加勁肋寬厚比的影響并不顯著。增加加勁肋本身用鋼量的同時(shí)，也說(shuō)明了加勁肋寬厚比在減小。所以，在實(shí)際的施工工程中，為了不導(dǎo)致浪費(fèi)情況的發(fā)生，有效提升墻板的承載能力，不應(yīng)采取過(guò)小的加勁肋寬厚比。但是，并不是加勁肋寬厚比越大越好，如果取值過(guò)大的話就難于發(fā)揮出加勁肋的作用，會(huì)導(dǎo)致加勁肋嚴(yán)重屈曲。通過(guò)圖3我們可以看出，減小加勁肋寬厚比的同時(shí)，剪力墻的承載能力稍有提高。加勁肋本身發(fā)揮了充分的作用，其具有的面外剛度很好地確保了穩(wěn)定性。而另一方面，較小加勁肋寬厚比使拉力帶的面積增加，其截面積也較大。
　　圖3 荷載位移曲線受加勁肋寬厚比的影響
　　6.結(jié)束語(yǔ)
　　通過(guò)文章的分析，可總結(jié)如下：加勁肋寬厚比的取值不宜過(guò)大，也不能過(guò)小；加勁肋寬厚比無(wú)論是對(duì)薄板還是厚板，都不會(huì)對(duì)墻板荷載位移曲線產(chǎn)生太大影響；肋板剛度比對(duì)于薄板而言，應(yīng)取相對(duì)較大值，而對(duì)于厚板，肋板剛度比則不能取過(guò)大值；對(duì)于薄板和厚板的抗剪性能來(lái)說(shuō)，加勁肋所產(chǎn)生的影響不同，隨著肋板剛度比的不斷增加，對(duì)薄板的延性和極限承載力都產(chǎn)生了較為明顯的影響；對(duì)厚板的影響主要在于伴隨肋板剛度比的增加，延性也會(huì)增大。
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