一４加一
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３ ２残余应力的影响
图７为仅考虑纵向残余应力的分布模式，ｋ，＝１．０，ｋ，＝０．６，ｃ＝０．２ｍ，ｄ＝０．５ｍ， 残余应力分布的其余值由其自相平衡得到。图８仅给出残余应力对兄＝１００和Ａ＝６００板的 极限承载力的影响。分析表明，兄＝１００板，剪力较小时接近于平面应力，残余应力的存在 降低了钢板剪力墙的抗剪刚度；剪力较大时，板出现拉力带并达到屈服，极限承载力降低 不大。然而，由于薄板（且＝６００）的屈曲荷载可以忽略不计，板一开始受剪就出现拉力带 和面外鼓曲．板剪切刚度下降，残余应力的对刚度和承载力的影响程度就会减小。Ａ＝１００ 的板抗剪承载力Ｆ降约５．５％， 丑＝６００板的抗剪承载力下降约１．５％。
本文的研究定义了三个主要参数，分别为板高厚比五，肋板刚度比口和柱刚度口。
五＝ｂ／ｆ，＿＝Ｅ１，／Ｄｂ，ｐ＝Ｆ ２Ｅ１。／Ａ。ｆｖ《，其中，Ｄ为板的柱面刚度，，。Ａ，、，，分
上 Ｌ 别是柱的弹性惯性矩、截面面积和计算长度，其余符号含意详见圈ｌ。
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ａ）非加劲板
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（ｂ）十字加劫板 图１三种形式的钢板剪力墙
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网１２考虑边柱弹塑性的钢板墒荷载——位移曲线
圈１３ ｎ与三参数的各自关系
本文提出钢板墙的设计准则为平均剪应变ｙ＝ｙ。对应剪应力吒作为设计承载力极限状 态。钢板剪力墙承载力计算公式参照了梁腹板考虑屈曲后强度的计算公式形式‘”。钢板剪 力墙抗剪极限承载力公式详见文献［９１。
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（Ｃ）交叉加劲板
２弹性屈曲荷载
实践中ｔ因为没有考虑初始缺陷和屈曲后强度的影响，将导致结构或构件没有考虑屈
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曲后强度而偏于保守，另一方面因没有考虑初始缺陷又可能导致结构不安全，因此，弹性 屈曲荷载不能作为结构设计的充分条件。但研究弹性屈曲的意义在于，可以揭示结构的固 有特性雨ｌ最容易的破坏路径．并且，弹性屈曲模态可作为屈曲后强度分析所假定的几何初 始缺陷的一种分布形式，为极限承载力研究做准备。
本文以三种钢板剪力墙结构（非加劲板、十字加劲板和交叉加劲板）为研究对象（图 ２），研究内容为：（１）弹性屈曲荷载，（２）单向荷载Ｆ钢板墙的初始几何缺陷汞１残余应力对 钢板墙极限承载力的影响程度，（３）钢板墙屈曲后强度和相应的破坏模式等。根据理论研究 成果，本文提出了钢板墙设计准则及相应的承载力计算公式，并给出了保证钢板墙达到极 限承载力的柱刚度闽值公式。
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图６初始几何缺陷的影响
陈嘲栋．男，ｉ９６６ ９出生．博ｊ：生，副教授
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锦江饭店核芯筒也部分采用了钢板墙结构，其钢板厚达１００ｍｍ。在这些钢板墙结构设计中， 均采用厚板或加劲钢板墙结构方案。
美国钢结构设计规范ＡＩＳＣ、欧洲钢结构设计规范ＥＣＣＳ和我国《高规》（ＪＧＪ９９－９８）１４１ 附录四中均规定钢板剪力墙结构的设计准则为钢板墙剪切弹性屈曲应力（加劲肋间的局部 屈曲、框架梁柱间的整体屈曲）不先于剪切屈服。这种以弹性屈曲荷载为承载能力极限状 态存在着两个问题：（１）不能充分利用板的屈曲后强度，造成钢板墙采用厚板或采用强大的 加劲体系，导致剪力墙板结构经济性降低；（２）以弹性屈曲指标衡量结构进入弹塑性阶段的 工作性能是不合理的，这是因为在抗震设计第二阶段，结构不仅要有足够的承载力，更要 有足够的延性。所幸的是，Ｗａｇｎｅｒｐ Ｊ、Ｂａｓｌｅｒｌ７１和ＰｏｒｔｅｒＭ’等学者对粱受剪腹板研究时发现， 周边约束受剪板具有非常高的屈曲后强度，板的屈曲并不意味其丧失承载能力，屈曲后强 度先后被ＥＣＣＳ和ＡＩＳＣ和我国钢结构设计规范（ＧＢ５００１７）ｐ１规范采纳，为梁腹板的屈曲 后强度应用研究开辟了先河。
度也小能考虑抗震第二阶段的弹塑性性能。本文利用有限元法分析了三种钢板墙结构（非加劲板、十字加 劲板和交叉加劲板）的弹性屈曲荷载采用以及初始几何缺陷和残余应力对铡板墙极限承载力的影响。通过 对三参数（板高厚比、肋板刚度比和柱刚度）的研究，揭示了钢板墙破坏机理以及对制板墙极限承载力起 决定作用的三参数间的相互依赖关系，提出了以平均剪应变ｒ＝ｒ。对戍的翦麻力ｆ１为承载力极限状态设计 准则，并给｛“ｒ铡板墙基于该准则的承载力计算公式和保证钢板端达到极限承载力的柱刚度闽值。 芙键词钢板势力墙．弹性屈曲．极限承载力，设计准则．计算公式，柱刚度闽值
到目前为止，全球采用钢板剪力墙作为抗侧力结构的建筑共有二十几幢【３】，主要分布 在北美和日本的地震高烈度区。在美国，有代表性的两座新建筑物是德州达拉斯３０层高的 Ｈｙａ廿Ｒｅｇｅｎｃｙ Ｈｏｔｅｌ和宾州匹兹葆５４层高的Ｍｅｌｌｏｎ Ｂａｎｋ Ｃｅｎｔｅｒ。在日本，全球第一座钢板 剪力墙建筑是位于东京２０层高的Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｏｆｆｉｃｅ，板高厚比为２２８～６１０：另一幢高层钢 板墙结构是５３层高的ＳｈｉｎｊｕｋｕＮｏｍｕｒａＴｏｗｅｒ，板高厚比为２５１～５１３。我国４４层的上海新
详见文献［９】。当Ｋ／鼠确定后，可以借用四边简支剪切弹性板公式计算弹性屈曲荷载ｒ。，。
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３极限承载力
３ １初始几何缺陷的影响 几何初始缺陷对屈曲后强度的影响与板件的受力状态有很大关系，实际分布的初始几
何缺陷并不一定是最不利的缺陷分布。受剪弹塑性屈曲过程伴随着斜向半波数及波长的变 化，且半波数及波长又与板高厚比及面内边界约束等因素有关，取单一的弹性屈曲模态不 能充分反映初始几何缺陷的最不利影响。本文选用１￣４阶弹性剪切屈曲模态作为初始几何 缺陷分布，分别研究了４种高厚比Ａ、４种缺陷幅值”、５种边长比口／ｂ对板抗剪极限承 载力的影响。受剪板的几何缺陷幅值取为ｎ－＾；＂为初始缺陷放大系数：Ｆ／＝１／１００００、 】／２００、ｌ／１００、ｌ／５０：边长比ａ，ｂ取值为１．０、１．５、２ ０、２．５、３．０。
刚强的加劲肋不仅不能大幅提高其临界应力，反而会降低其经济性。从图３得知，按《高 规》（ＪＧＪ９９－９８）公式计算十字加劲小区格板的弹性屈曲时，应该满足五≥３００且１７≥４０或 ■≥４００且ｒ／≥３０的要求才是安全的。框架对板的嵌周作用ｚ＞ｌ，取ｚ＝１．２３偏了＝．安全。 研究发现，弹性屈曲与柱刚度有关，建议如下修正系数：ｃ，＝１一Ｏ．２７８ｅ“”口。
３ ４十字加劲板
实际１’科不可能存在无限刚性柱，在轴力、弯矩和剪力共同作用Ｆ进入弹塑性，柱Ｅ，，， 平｜１ Ｅ，Ａ，的降低势必引起钢板墙承载力和刚度的下降。本节研究主要对象是有限柱刚度的非 加勘扳和十字加勘板。研究表明，薄板屈曲屙强度的发挥完全依赖于边柱的刚度。水平加 幼肋Ｈ能较大幅度提高墙板的抗剪承载力和刚度，但不能改变Ｐ—Ａ曲线下降段的趋势； 当然，采用更为密集的加劲肋布置，如“井”字形布置加劲肋，大大降低板的高厚比，可 以减少对柱子的依赖，改变曲线的形状。“与三参数的各自关系详见图１３。
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加劲肋刚度ｒ／改变了板的受力特性，板从薄板转变为厚板。
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圈１４柱弯矩增长历史
罔１５桂轴力增长历史
剪力墙主要用丁Ｉ承受面内水平剪力．剪力墙板总变形综合了 墒板整体的弯曲平¨剪切变形，剪力墙所受的剪力和倾覆力矩将在 边柱产生轴力。对厚板而言，板与柱的组合截面形成梁式构件， 以弯剪变形为主要特征，框架柱位于钢板墙的边缘，承担很大的 弯曲正应力和轴向应力。对薄板而言，剪力和倾覆力矩将产生拉 力带拉力，并由柱子承担．钢板墙表现为剪切变形特征。通过加 劲肋提高薄肇钢板墙的面外刚度，其受力特征向厚蹙钢板墙转化
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图４交叉加劫板弹性屈曲
图４表明，交叉加劲板的弹性屈曲系数Ｋ／Ｋ。随肋板刚度比口基本呈线性增加，其回 归公式可表达如下：Ｋ／Ｋｏ＝Ｃｌ＋Ｃ２ｒ／＋Ｃ３芦，此式适用于１０ｓ７ｓ１００。系数ＣＩ、Ｃ２、ｃ３
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圈１０边长比的影响
经推导，刚性周边的钢板墙的极限承载力为：
圈Ｉｌ高厚比的影响
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公式值与有限元计算结果的比较如图１１所示。
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１ 引言
本文介纠了多高层钢结构体系中一种新型的抗侧力结构形式——钢板剪力墙结构。钢
板剪力墙结构由钢框架平¨内嵌钢板通过焊接或栓接而成，起剑刚性构件的作刚，可应用］ｉ 新结构和加固结构中。钢板墙结构具有如下特点：白重非常轻，可减小地震作用降低基础 费Ｈｊ：其１１ ｒ州建筑面积小．能提供更大的建筑使用空问；钢板墙高厚比为１００～５００，研究 表明，当提供相同的水平刚度时，其耗钢量比纯刚架方案少；内嵌钢板墙只承受水平力作 用，竖向力作＿【；｝ｊ完全由周边的框架柱承担；很重要的是钢板墙屈曲后屈服（薄板）或初始 屈服后届曲（厚板）还能继续承受荷载，使框架结构不仅有很好的延性，还能依靠钢材的 塑性发展提供阻尼耗能能力；钢板墙的抗火性能要求低于相应的框架结构，钢框架结构的 防火与抗火处理方法可应用于钢板墙结构。钢板墙按分类如下：按板高厚比分为厚板和薄 板：按墙板是否设置加劲肋分为非加劲板和加劲板：按与框架的连接形式分为焊接与栓接。