1、1钢板剪力墙结构设计与施工模拟技术摘要：钢板剪力墙具有弹性大、刚度强的特点，它具有极强的抗震性能，因而被广泛应用于地震高发地区。钢板剪力墙主要是承担水平剪力，而不承担垂直压力的墙。钢板剪力墙结构设计是房屋建筑设计的重要组成部分，它对于房屋的抗震性能起着关键作用，如何进行钢板剪力墙结构设计从而使房屋建筑物的抗震性能得以改善，是房屋设计者必须要考虑的问题，本文将就钢板剪力墙结构设计与施工模拟技术等问题展开论述。 关键词：钢板剪力墙；结构设计；施工模拟 Abstract: the steel plate shear wall has the characteristics of elasticity
2、 and rigidity is strong, it has a good seismic performance, and therefore is widely used in areas prone to earthquakes. Steel plate shear wall is mainly taking the horizontal shear, and does not assume the wall of the vertical pressure. Steel plate shear wall structure design is an important part of
3、 building design, it is for the seismic performance plays a key role of the building, how to make steel plate shear wall structure design so that improving the seismic performance of buildings, is the issue of housing must be taken into account by its designer, this article will discuss the 2steel p
4、late shear wall structure design and construction of simulation technology and other issues. Keywords: steel plate shear wall; Structure design; Construction simulation 中图分类号：N945.11 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 钢板剪力墙是一种新型抗侧力墙体，它产生于上世纪七十年代，主要作用是提供侧向刚度和抗震性能，换句话说就是增强房屋的建筑性能，尤其是房屋的抗震性能，避免由于地震等因素导致房屋出现剪
5、力破坏的一种新结构、传统的剪力墙是混凝土浇筑的土墙，这种墙虽然设计简单、工程量小，但是由于混凝土墙自身弹性小、刚度弱因而抗震性能不强。 我国一向重视钢板剪力墙的建设，尤其是在 2008 年四川大地震后，钢板剪力墙结构得以大力推广，并迅速形成规模。钢板剪力墙的大力发展，使得钢板剪力墙的结构设计变得越来越重要。施工模拟技术的进步，更有助于钢板剪力墙结构设计。 钢板剪力墙 钢板剪力墙产生于二十世纪七十年代，它的主要功能是增强房屋建筑的抗震性能。钢板剪力墙主要有重量轻、安装方便等特征，它主要是由周边框架和内嵌钢板组成。在研究和充分实践中，人们逐渐认识到钢板剪力墙的延展性可以得到大力发挥，它的耗能能力也
6、是一大优点。它具有非常优越的抗震性能。正因为如此，在地震多发的今天，钢板剪力3墙具有广阔的发展前景。 钢板剪力墙的优点和性能主要体现在以下几个方面：首先钢板剪力墙与混凝土墙相比，其厚度要远比混凝土墙小，因而它可以增加房屋建筑的有效使用面积，同时与混凝土相比，它重量很轻。其次，钢板剪力墙自身具有的延展性符合钢管结构的变形能力，可以共同构建钢结构抗震体系。 当然钢板剪力墙也有其自身缺点，我们在进行钢板剪力墙的安装时要特别注意到这些缺点，采取专门措施，克服这些缺点。这些缺点主要表现在：钢板剪力墙局部的抗压性能地。不能承受重物，我们在安装钢板剪力墙的时候，通常会给钢板剪力墙加肢，从而增强其局部荷载能力
7、。钢板剪力墙结构设计与施工模拟技术 钢板剪力墙结构设计就是在安装钢板剪力墙通过对房屋建筑的实地考察，掌握实地情况，然后根据实际情况进行结构设计，钢板剪力墙结构设计的主要目的是要通过设计，大大增强房屋建筑物的抗震性能，同时也要增加房屋的有效使用面面积，使房屋建筑物的功能得以丰富。 施工模拟技术是一种针对房屋建筑物整体架构的不失真地模拟，通过对房屋结构的模拟来设计施工图纸。施工模拟有助于房屋结构设计，随着施工模拟技术的发展，借助施工模拟，钢板剪力墙结构设计也越来科学越来越规范。钢板剪力墙结构的设计离不开施工模拟技术。 钢板剪力墙结构设计中存在的问题 钢板剪力墙结构设计中常会产生一系列问题，解决好这
8、些问题是做4好剪力墙结构设计的关键。这些问题主要体现在以下几个方面： （一） 、内外框架的连接问题 钢板剪力墙不承担垂直压力，因而在施工过程中，通常是要把钢板剪力墙内外框架链接放在整个工程完了以后进行。钢板剪力墙内外框框的连接可以采取两种方式：拴接和焊接。内外框架的连接是重中之重。无论是哪一种连接方式都有很高的要求，我们在连接的时候必须要努力做到这些要求， 在用拴接方式来进行内外框架的连接时，对精度要求很高，同时对施工时间和费用都有一定要求。在进行结构设计时要保证不会出现因为小幅度的震动导致滑动、同时还要做到推拉反向时，内嵌钢板要保证不发出响声，对于局部螺栓的变形和滑动问题应引起高度重视。 在
9、用焊接方式进行内外框架的连接时，与拴接方式相比虽然要求没有它的高，还可以节省施工费用，但是在设计过程中也应注意到：采用焊接连接方式对墙板的应力不易控制。据研究者调查发现，焊接顺序和速度的不同均会对钢板应力产生影响。这些残余应力会使得钢板内部自身的应力的变化，从而最终影响到钢板的荷载能力。在焊接钢板时顺序的选择和速度的快慢，就显得非常重要。在结构设计中对于顺序和速度的把握要根据房屋建筑物的自身情况来予以把握。实验表明先焊底部后焊左右两边的顺序要比先焊左右再焊底部对钢板的残余应力更稳。在速度上面，发现焊接速度越快可以有效降低钢板残余应力。针对墙四角、缝隙处的焊接残余应力会很大。 （二） 、避免墙角
10、附近应力过大问题 5上文提到，采用焊接方式钢板剪力墙四角的残余应力很大，我们钢板剪力墙结构设计中会由于钢板的水平压力的拉升从而导致边角四周的残余应力。在设计和施工过程中加强对于四周残余应力的重视是必然措施，使我们必须要下功夫做好的地方。 （三） 、边缘构件的设置约束 边缘构件传统意义上，一般可以分为阴影部分和非阴影部分，在结构设计中对于阴影部分的要求，特别是对拉筋的配置都有明确说明，因而设计起来非常简单。但是对于非阴影部分的规范却很不明确，只是简单地规定了箍筋配箍特征值是阴影部分的一般，对于如何具体配置却没有明确规定，对于拉筋的配置也没有提到。在发挥约束元构建的作用时，要注意到箍筋长短边之比，
11、该比例不宜过大，应保持在一比三。 钢板剪力墙结构设计是建筑物保证防震性能的关键，施工模拟技术的发展为钢板剪力墙结构设计提供了有力保障。在钢板剪力墙结构设计中，通常会遇到的一系列问题，如内外框架连接问题，避免墙角附近应力过大问题，边缘构件的设置约束等问题，我们在设计中必须予以高度重视。 参考文献： 1 郭彦林 陈国栋 缪友武. 加劲钢板剪力墙弹性抗剪屈曲性能研究J. 工程力学，2006（2）. 2 孙飞飞 刘桂然. 组合钢板剪力墙的简化模型J.同济大学学报6（自然科学版） ，2010（6）. 3 李然 郭兰慧 张素梅. 钢板剪力墙滞回性能分析与简化模型J . 天津大学学报.2010（3）. 4 郭彦林 董全利 周明. 防屈曲钢板剪力墙弹性性能及混凝土盖板约束刚度研究J.建筑结构学报，2009（1）. 5 钟玉柏 张素梅 马欣伯. 四边简支开缝钢板剪力墙抗剪静力性能研究J.哈尔滨工业大学学报，2006（12）.
