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JGJT380-2015钢板剪力墙技术规程.pdf

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'UDC中华人民共和国行业标准JJIJJJGJ/T380-2015p备案号J2101-2015钢板剪力墙技术规程Technicalspecificationforsteelplateshearwalls2015-11-09发布2016-06-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部发布 中华人民共和国行业标准钢板剪力墙技术规程TechnicalspecificationforsteelplateshearwallsJGJ/T380-2015批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2016年6月1日中国建筑工业出版社2015北京 学兔兔www.xuetutu.com中华人民共和国住房和城乡建设部公告第947号住房城乡建设部关于发布行业标准《钢板剪力墙技术规程》的公告现批准《钢板剪力墙技术规程》为行业标准,编号为JGJ/T380-20日,自2016年6月1日起实施。本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2015年11月9日3 学兔兔www.xuetutu.com前根据住房和城乡建设部《关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2013]169号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规程。本规程的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.非加劲钢板剪力墙;5.加劲钢板剪力墙;6.防屈曲钢板剪力墙;7.钢板组合剪力墙;8.开缝钢板剪力墙;9.节点设计与连接构造;10.防火与防腐;11.制作与安装;12.质量验收。本规程由住房和城乡建设部负责管理,由哈尔滨工业大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送哈尔滨工业大学土木工程学院(地址:哈尔滨市南岗区黄河路73号哈工大2619信箱,邮政编码:150090)。本规程主编单位:哈尔滨工业大学中建四局第六建筑工程有限公司本规程参编单位:清华大学中建安装工程有限公司中冶建筑研究总院有限公司中国建筑设计研究院华东建筑设计研究院有限公司中冶京城工程技术有限公司中建钢构有限公司浙江东南网架股份有限公司浙江精工钢结构集团有限公司住房和城乡建设部科技发展促进中心4 学兔兔www.xuetutu.com中宝北范郭王马程肖顾丁国钢京彦欣志绪大建建赛峰林载伯敏文强益筑筑博股系思曹樊姜张委聂完朱份统建正健文清建海勇有集筑置生伟文峰国鹰军限成设公有计郭徐吕朱金罗舒司限有兰义黄焰晓永兴技公限慧明兵煌飞峰平术司公中司程文蒋谭苏李李心双晋正本本-见见程程主主要要起审草查人人口贝同贝群玲路鹏磊良霆4/J4JJ5 学兔兔www.xuetutu.com目次1总则-2术语和符号….................….........….........................22.1术语.................……...........................…........…..22.2符号…………..............……..................................33基本规定...........….............................................….83.1一般规定............................................................83.2材料…….................….........…..................…….103.3设计指标….................………..................…·······113.4变形限值…….....................…….................…….164非加劲钢板剪力墙...............................................….174.1→般规定…................................…...................174.2四边连接钢板剪力墙…………..........................…….174.3两边连接钢板剪力墙........….........….................…..194.4构造要求.................……........................……·…205加劲钢板剪力墙…...........................….....................225.1一般规定.................……………..................…….225.2焊接加劲钢板剪力墙..........................……..........…255.3栓接加劲铜板剪力墙………........….........……..........275.4构造要求........…………..................................…286防屈曲钢板剪力墙............................................…….306.1一般规定.................………..................…..........306.2承载力计算.......………….......…………………..........306.3构造要求……........…….....................................317钢板组合剪力墙……............….......................….......347.1-般规定........……….........…….........….........….347.2承载力计算.................…........................…..........366 学兔兔www.xuetutu.com7.3构造要求........………….........…………….........….398开缝钢板剪力墙........……·····························…........418.1-般规定........….........…..................................418.2承载力与刚度计算.................…..................…·……418.3构造要求………........….........….........................439节点设计与连接构造.......…...................................…469.1一般规定........…........................…...................469.2铜板剪力墙与边缘构件螺栓连接.................................469.3钢板剪力墙与边缘构件焊接连接.................................479.4构造要求........………..................……................4810防火与防腐…….................….........…...................5010.1防火…...........................伽……..........................5010.2防腐…........….........…........................…..........5011制作与安装................................…..................….5211.1一般规定….......................…........................….5211.2制作........….........................................…........5211.3安装………........…·······································….5312质量验收…...........................…...........................5512.1一般规定.............................……·········…..........5512.2主控项目.............................................…………5512.3一般项目........…..................………….........…….56附录A非加劲钢板剪力墙简化分析模型........................59附录B钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数平...............63附录C设置加劲钢板剪力墙的弹性剪切屈曲临界应力……65附录D防屈曲钢板剪力墙简化分析模型........................69附录E验收表格................….......…........…..............72本规程用词说明..........................….......................…..75引用标准名录.............................……·…........…..........76附:条文说明············••,•·················…······················…797 学兔兔www.xuetutu.comContents1GeneralProvisions…........…..................…….........….1ZTermsandSymbols•······•··········••·•··•·…………..........z2.1Terms………………………………………………………22.2Symbols……………………………………………………33BasicRequirements·····•··…........…….......…………….83.1GeneralRequirements………………………………………83.2沁1aterals…………………………………………………103.3DesignStrength………………·…………………………..113.4LimitsofDeformation………………………………………164UnstiffenedSteelPlateShearWalls…........…·…………174.1GeneralReqmrements………………………………………174.2FoursideConnectedSteelPlateShearWalls…………………174.3TwosideConnectedSteelPlateShearWalls…………………194.4Detailings…………………………………………………205StiffenedSteelPlateShearWalls……………….......…..225.1GeneralReqmrements………………………………………225.2WeldedStiffenedSteelPlateShearWalls……………………255.3BoltedStiffenedSteelPlateShearWalls……………………275.4Deta1lings…………………………………………………286BucklingrestrainedSteelPlateShearWalls…….........306.1GeneralRequirements………………………………………306.2CalculationonResistance…………………………………306.3Detailmgs…………………·……………………………..317CompositeSteelPlateandConcreteShearWalls………347.1GeneralReqmrements………………………………………348 学兔兔www.xuetutu.com7.2Calculat1ononResistance…………………………………367.3Detailings…………………………………………………398SteelPlateShearWallswithSlits……........................418.1GeneralRequirements………………………………………418.2CalculationonResistanceandStiffness………………………418.3Detailings…………………………………………………439DesignandDetailsofIointsandConnections…........….469.1GeneralRequirements………………………………………469.2SteelPlateShearWallsBoltedwithPeripheralComponent…469.3SteelPlateShearWallsWeldedwithPeripheralComponent…479.4Detailings…………………………………………………4810FireSafetyandCorrosionPrevention········…·….........5010.1FireSafety………………………………………………5010.2CorrosionPrevention………………………………………5011FabricationandErection…….................……..........5211.1GeneralRequirements……………………………………5211.2Fabrication………………………………………………5211.3Erection…………………………………………………5312AcceptanceforQuality··············….....................….5512.1GeneralRequirements……………………………………5512.2DommantItems…………………………………………5512.3GeneralItems……………………………………………56ApendixASimplifiedModelofAnalysisforUnstiffenedSteelPlateShearWalls…………………………59ApendixBEquivalentCoefficientofVariableAxialForceofEdgedColumnsonSteelPlateShearWalls……63ApendixCElasticBucklingShearStressesforStiffenedSteelPlateShearWalls……........…........…..65ApendixDSimplifiedModelofAnalysisforBuckling-restrainedSteelPlateShearWalls….........…699 学兔兔www.xuetutu.comApendixEApprovalForm············..….........................72ExplanationofWordinginThisSpecification..............….75ListofQuotedStandards........……..................………….76Addition:ExplanationofProvisions….................……….7910 学兔兔www.xuetutu.com1总则1.0.1为在钢板剪力墙的设计、制作安装及验收过程中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。1.0.2本规程适用于非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙、钢板组合剪力墙、开缝钢板剪力墙的设计、制作安装及验收。1.o.3钢板剪力墙的设计、制作安装及验收,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。1 学兔兔www.xuetutu.com2术语和符号2.1术语2.1.1钢板剪力墙steelplateshearwalls承受水平剪力为主的钢板墙体。2.1.2非加劲钢板剪力墙unstiffenedsteelplateshearwalls仅由内嵌铜板构成的钢板剪力墙。2.1.3加劲钢板剪力墙stiffenedsteelplateshearwalls在内嵌钢板上加设钢加劲肋以增加平面外刚度的钢板剪力墙。2.1.4防屈曲钢板剪力墙buckling-restrainedsteelplateshearwalls在内嵌钢板面外设置刚性约束构件以抑制平面外屈曲,使内嵌钢板达到充分耗能的钢板剪力墙。2.1.5钢板组合剪力墙compositesteelplateandconcreteshearwalls由两侧外包钢板和中间内填混凝土组合而成并共同工作的钢板剪力墙。2.1.6开缝钢板剪力墙steelplateshearwallswithslits在内嵌钢板上开设具有一定间距缝隙的钢板剪力墙。2.1.7四边连接four-sideconnections钢板剪力墙四边与周边框架连接。2.1.8两边连接two-sideconnections钢板剪力墙上下两边仅与框架梁连接。2.1.9鱼尾板fishplates用于钢板墙与框架之间连接使用的连接钢板。2 学兔兔www.xuetutu.com号2.2符2.2.1计算指标E钢材的弹性模量;Ee一-一混凝土的弹性模量;f一一钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值;Jc一二混凝土的轴心抗压强度设计值;fsry栓钉的抗拉屈服强度;fv一一钢材的抗剪强度设计值;fvy一一钢材的抗剪屈服强度;Ju←→一钢板剪力墙所用钢材的极限抗拉强度最小值;fy钢材的屈服强度;G一一钢材的剪变模量;M→一剪力墙的弯矩设计值;M州钢板组合剪力墙在轴压力作用下的受弯承载力设计值;N一一剪力墙的轴压力设计值;N,←→单个高强度螺栓拉力设计值;Nv单个高强度螺栓剪力设计值;P一一边缘柱轴力设计值;Pi-一一边缘柱端组合的最不利轴力设计值;q拉力带拉力设计值沿边缘柱单位高度方向产生的竖向分量;飞一一单个栓钉或对拉螺栓的拉力设计值;Tust单个栓钉的受拉承载力设计值;v钢板剪力墙的剪力设计值;yd一一一开缝钢板剪力墙的弹性承载力设计值pYu←→钢板剪力墙的受剪承载力设计值;Vv板上倾覆力矩M1引起的螺栓竖向剪力,各螺栓分担的剪力按线性分布;3 学兔兔www.xuetutu.comEu!→一杆受拉达到极限抗拉强度时对应应变p£u2杆受压达到极限抗压强度时对应应变;Ey!→→杆受拉时的屈服应变;£y2二→←杆受压时的屈服应变;ν÷→钢材的泊松比;σul←一杆受拉时的极限抗拉强度;σu2→-杆受压时的极限抗压强度;σy一→防屈曲钢板剪力墙简化模型中杆屈服强度;σyl二二非加劲钢板剪力墙简化模型中杆受拉时屈服强度;σy2→→非加劲钢板剪力墙简化模型中杆受压时屈服强度;[BP]-一弹塑性层间位移角限值;T→←→外荷载作用下钢板剪力墙产生的剪应力设计值;Tcr←一焊接加劲钢板剪力墙弹性剪切屈曲临界应力;τcrb二一←栓接加劲钢板剪力墙钢板弹性剪切屈曲临界应力;τc出÷二未加劲钢板剪力墙的剪切屈曲临界应力;r呻钢板剪力墙小区格的剪切屈曲临界应力;Tu→一钢板剪力墙极限抗剪强度设计值。2.2.2几何参数A。一←单个高强度螺栓承担拉力带的截面面积;A1二←单向杆的截面面积;A2二→开缝钢板剪力墙简化模型中竖杆截面面积;A3-开缝钢板剪力墙简化模型中斜杆截面面积;Ac→二剪力墙截面的1昆凝土面积;Ace←一受压混凝土面积;A,←一剪力墙截面的铜板总面积;A,1c→二垂直于剪力墙受力平面的受压钢板面积;A,1t二一垂直于剪力墙受力平面的受拉钢板面积;A,,←←栓钉钉杆截面面积;Asw平行于剪力墙受力平面的钢板面积;Aswc←一平行于剪力墙受力平面的受压钢板面积;4 学兔兔www.xuetutu.comAswi平行于剪力墙受力平面的受拉钢板面积;b开缝钢板剪力墙缝间小柱宽度;b1一-一加劲肋的宽度;D一一单位宽度钢板剪力墙的弯曲刚度;dee一-受压混凝土的合力作用点到剪力墙截面形心的距离;d,1c垂直于剪力墙受力平面的受压钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离;dsft-→垂直于剪力墙受力平面的受拉钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离;dswe一一一平行于剪力墙受力平面的受压钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离;dswt二→平行于剪力墙受力平面的受拉钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离;EA一-一钢板组合剪力墙的截面轴压刚度;EeAe一一钢板组合剪力墙混凝土部分的截面轴压刚度;E,A挝钢板组合剪力墙钢板部分的截面轴压刚度;EI一一钢板组合剪力墙的截面弯曲刚度;EIS一一一加劲肋弯曲刚度;Eefe钢板组合剪力墙混凝土部分的截面弯曲刚度;E,Js一→一钢板组合剪力墙钢板部分的截面弯曲刚度;GA一→钢板组合剪力墙的截面剪切刚度;GeAe钢板组合剪力墙混凝土部分的截面剪切刚度;G,A,←一钢板组合剪力墙钢板部分的截面剪切刚度;H~一钢板剪力墙的高度;He柱高;He一→钢板剪力墙的净高度;h1一一一钢板剪力墙区格高度;h边缘梁截面惯性矩;IbaIe→一边缘柱截面惯性矩;5 学兔兔www.xuetutu.comlcmin一→一钢板剪力墙边缘柱截面最小惯性矩;Jsx一→水平方向加劲胁的截面惯’性矩;lsy竖直方向加劲肋的截面惯’性矩;K一-钢板剪力墙的水平刚度;Ko←一钢板剪力墙初始剪切刚度;L一→钢板剪力墙的宽度;Lb-梁跨;Le-一钢板剪力墙的净跨度;1一-等效支撑的长度;li-钢板剪力墙区格宽度;limax钢板剪力墙区格宽度l1与区格高度h1的较大值;lmax→二钢板剪力墙长边长度;lmin一一钢板剪力墙短边长度;le二一单侧1昆凝土盖板厚度;t1一二加劲肋的厚度;lsw二一剪力墙墙体单片钢板的厚度;lw一-钢板剪力墙的厚度;lwc钢板剪力墙墙体的厚度;Wew二一缝间小柱的弹性截面弯曲模量;Wpc一-柱在剪力墙平面方向的塑性截面弯曲模量;Wpw二一缝间小柱的塑性截面弯曲模量;A→←钢板剪力墙的相对高厚比;An一→焊接加劲钢板剪力墙的正则化高厚比;μ一一非加劲钢板剪力墙的正则化高厚比;As→←加劲肋宽厚比;Anh一二栓接加劲钢板剪力墙的正则化高厚比。2.2.3计算系数及其他Co边缘柱刚度相关的折减系数;C1二一加劲肋折减系数;Ki→一→柱上端横梁线刚度之和与柱线刚度之比;6 学兔兔www.xuetutu.comKz→一柱下端横梁线刚度之和与柱线刚度之比;kr二→一四边固接板的弹性抗剪屈曲系数;是s四边简支板的弹性抗剪屈曲系数;ksb二→一考虑肋板刚度比影响的弹性抗剪屈曲系数;n一一←轴压比;n1二一墙板上端或下端高强度螺栓个数;nz单向倾斜杆数量;nb二一区格间加劲肋段上的螺栓数目;nh一一墙板上侧或下侧与鱼尾板连接时设置的螺栓个数;nv二-墙板左侧或右侧与鱼尾板连接时设置的螺栓个数;α1、α2→一分别为十字加劲与交叉加劲情况下考虑屈曲后强度的极限承载力系数;αst-一连接件拉力系数;卢一二杆拉压强度比;εk←一钢号修正系数;γ一一钢板剪力墙的刚度折减系数;ρ二→一考虑剪应力影响的钢板强度折减系数;r;肋板弯曲刚度比;r;c-混凝土盖板的面外约束刚度比;r;e二一钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数;r;x、r;y一二分别为水平、竖直方向加劲肋的刚度参数;K二一剪切力分配系数;伊s焊接加劲钢板剪力墙抗剪稳定系数;如二一一栓接加劲钢板剪力墙抗剪稳定系数;¢-一加劲肋刚度比;队与螺栓数目相关的折减系数;你t二一考虑栓钉间距影响的调整系数;16,<40205120320225370构钢>40,<100200115215主二16300175345>16,<40295170335Q345>40,<63290165400325470低合金>63,<80280160315高强度>SO,<100270155305结构钢王三16345200390>16,<40330190370Q390415490>40,<63310180350>63,<100295170330注:1.直径指实芯棒材,厚度系指计算点的钢材或钢管壁厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。2.冷弯型材和冷弯钢管强度设计值应按现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018执行。3.3.2建筑结构用钢板的设计用强度指标,可根据钢材牌号和厚度按表3.3.2采用。表3.3.2建筑结构用铜板的设计用强度指标CN/mm2)强度设计值钢材强度钢材厚度建筑结构抗拉、抗压、端面承压屈服抗拉强度或直径抗剪用钢板抗弯(刨平顶紧)强度最小值(mm)fvffeefyfu>16,<35310180345Q345GJ>35,<50290170415335490>50,<10028516532512 学兔兔www.xuetutu.com3.3.3钢板剪力墙用焊缝的强度设计指标应按表3.3.3采用。表3.3.3焊缝强度设计指标CN/mrn2)角焊缝强构件钢材对接焊缝强度设计值度设计值角焊缝对接焊抗拉、焊接方焊缝质量为缝抗拉抗压和法和焊下列等级时,抗拉、抗厚度抗压抗剪强度抗剪条型号抗拉jγ牌号压和抗剪(mm)ftftfl强度.ffff,一级、三级二级=二16215215185125自动焊、半自动>16,205205175120焊和E43Q235=二40160415240型焊条手工焊>40,200200170115主二100王三16305305260175>16,295295250170运二40Q345自动焊、>40,480280半自动290290245165=三63CE50l(E50]焊和E50、200540315E55型焊CE55)CE55)条手工焊>63,280280240160主ζ80>SO,270270230155主;;;10013 学兔兔www.xuetutu.com续表3.3.3角焊缝强构件钢材对接焊缝强度设计值度设计值角焊缝对接焊抗拉、焊接方焊缝质量为缝抗拉抗压和法和焊下列等级时,抗拉、抗厚度抗压抗剪强度抗剪条型号牌号抗拉ft"压和抗剪(mm)ft"ft强度f可fγ一级、ft三级二级<16345345295200>16,330330280190自动焊、Q3904二40480280半自动200CE50)CE50)CE50)焊和E50、>40,220CE55)540315310310265180E55型焊王三63CE55)CE55)条手工焊>63,295295250170<100注:1.子工焊用焊条、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证熔敷金属的力学性能不低于母材的性能。2.焊缝质量等级应符合现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661的规定,焊缝检验方法应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。厚度小于6.0mm钢材的对接焊缝,不应采用超声波探伤确定焊缝质量等级。3.对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取介,在受拉区的抗弯强度设计值取ft"04.厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。3.3.4钢板剪力墙用螺栓连接的强度指标应按表3.3.4采用。14 学兔兔www.xuetutu.com表3.3.4螺栓连接的强度指标CN/mm2)强度设计值高强度螺栓螺栓的性能普通螺栓承压型连接用钢材的抗等级、螺栓C级螺栓A级、B级螺栓高强度螺栓拉强度和构件钢最小值抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压材的牌号Puftf飞ftftf飞ftftf飞ft4.6级、1701404.8级普通螺栓5.6级2101908.8级400320承压型8.8级400250830连接高10.9级5003101040强度螺栓Q235305405470构件钢材Q345385510590牌号Q390400530615注:1.A级螺栓用于d《24mm和L《lOd或L《150mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm和L>lOd或L>l50mm(按较小值)的螺栓;d为公称直径,L为螺栓公称长度。2.A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。3.3.5钢板剪力墙钢材的弹性模量和剪变模量应按表3.3.5采用。表3.3.5钢材弹性模量和剪变模量(×l05N/mm2)|弹性模量E|剪变模量G|3.3.6混凝土和钢筋设计指标应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。15 学兔兔www.xuetutu.com3.4变形限值3.4.1在风荷载和多遇地震作用下,非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙弹性层间位移角不宜大于1/250;钢板组合剪力墙弹性层间位移角不宜大于3.4.2在罕遇地震作用下,非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙弹塑性层间位移角不宜大于1/50;钢板组合剪力墙弹塑性层间位移角不宜大于1/80。16 学兔兔www.xuetutu.com4非加劲钢板剪力墙4.1一般规定4.1.1非加劲钢板剪力墙可利用钢板屈曲后强度承担剪力。4.1.2非加劲钢板剪力墙宜在主体结构封顶后与周边框架进行连接。4.1.3非加劲钢板剪力墙与周边框架可采用四边连接或两边连接。4.1.4承受竖向荷载的非加劲钢板剪力墙,应考虑竖向荷载对承载力的影响。4.1.5非加劲钢板剪力墙的简化分析模型宜符合本规程附录A的规定;当有可靠依据时,也可采用其他分析模型。4.1.6非加劲钢板剪力墙的相对高厚比宜符合下列公式规定:Aζ600(4.1.6-1);\=互二(4.1.6-2)lw£k式中:A钢板剪力墙的相对高厚比;He钢板剪力墙的净高度(mm);tw一一钢板剪力墙的厚度(mm);£k钢号修正系数,取d写刀';;fy-一钢材的屈服强度CN/mm2)。4.2四边连接钢板剪力墙4.2.1四边连接非加劲钢板剪力墙的受剪承载力应符合下列公式规定:VζVu(4.2.11)Vu=0.42JtwLe(4.2.1-2)17 学兔兔www.xuetutu.com式中:V二一钢板剪力墙的剪力设计值(N);Vu→←钢板剪力墙的受剪承载力设计值(N);f一一钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值CN/mm2);L一一钢板剪力墙的净跨度(mm)。4.2.2非加劲钢板剪力墙边缘柱的截面惯性矩应符合下列公式规定:Ic二三(1-IC)•Icrrun(4.2.2-1)I_o.00平t,.H~cmin一…T(4.2.2-2)Lbri.oo,国《o.8)IC=~1-0.88(λnO一0.8)(0.8<~ζ1.2)l0.94/.l.~o(儿。>1.2)(4.2.2-3)AnoA一一(→1(He)1(4.2.2-4)山37ffr飞lwJεk是r=8.98+5.6(lmin/lmax)2(4.2.2-5)式中:IC边缘柱截面愤性矩(mm4);Jcmin一二钢板剪力墙边缘柱截面最小惯性矩(mm4);He→←柱高,按与钢板剪力墙相连上下框架梁的轴线距离计算(mm);Lb二一梁跨,按与钢板剪力墙相连框架柱的轴线距离计算(mm);lw-一一铜板剪力墙的厚度(mm);k二一-剪切力分配系数;Ano一一一非加劲钢板剪力墙的正则化高厚比;ι一四边固接板的弹性抗剪屈曲系数;lmin一一-钢板剪力墙短边长度(mm);lrrmx-一钢板剪力墙长边长度(mm);也→二钢号修正系数,取5克刀;;凡,←→-钢材的屈服强度CN/mm2)。18 学兔兔www.xuetutu.com4.2.3非加劲钢板剪力墙边缘梁的截面惯性矩应符合下列公式规定:Ib二三Jbmin(4.2.31)I0.003ltwLt(4.2.3-2)bminHe式中:Ib一一边缘梁截面惯性矩(mm4);Jbmin一→一钢板剪力墙边缘梁截面最小惯性矩(mm4)。4.2.4非加劲钢板剪力墙边缘柱的轴力设计值可按下式计算:P=P1+r;eqHe(4.2.4)式中:P→一边缘柱轴力设计值CN);P1一一边缘柱端组合的最不利轴力设计值CN);q一一拉力带拉力设计值沿边缘柱单位高度方向产生的竖向分量CN/mm);Y/e钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数,按本规程附录B采用。4.3两边连接钢板剪力墙4.3.1两边连接非加劲钢板剪力墙的受剪承载力应符合下列公式规定:当0.52.1)2对于交叉加劲钢板剪力墙,应符合下列公式规定:r三三Co•C1•adv(5.2.5-3)的=1.68十0.0085(r;30)-1.15e一切(5.2.54)C1=1.21一0.07(;5-6)(5.2.55)EIr;=瓦主(5.2.56)式中:τ一-外荷载作用下钢板剪力墙产生的剪应力设计值CN/mm2);fv钢材的抗剪强度设计值(N/mm2);Co边缘柱刚度相关的折减系数,取0.87;C1加劲肋折减系数,当加劲肋为平钢板时,按公式26 学兔兔www.xuetutu.com(5.2.55)计算,当加劲肋为其他形式时取为1.O;α1、的一-分别为十字加劲与交叉加劲情况下考虑屈曲后强度的极限承载力系数;λ曲一二非加劲钢板剪力墙的正则化高厚比,按本规程公式(4.2.2-4)计算;?一二肋板弯曲刚度比;EI,-加劲肋弯曲刚度CN•mm2);l1rnax一一一钢板剪力墙区格宽度l1与区格高度仇的较大值(mm)。S.3栓接加劲铜板剪力墙5.3.1螺栓连接的加劲钢板剪力墙的弹性剪切屈曲临界应力应按下列公式计算:,πzDτcrb=Rsb•一一一τ--(5.3.1-1)u…l1h1twsb=也.Is.34_!l__+4.a一_!J__向21"t""L1.25+r;1.25十η飞l1I」(5.3.1-2)冉=0.8+0.09ln(nb)(5.3.13)式中:是sb-一考虑肋板刚度比影响的弹性抗剪屈曲系数;D单位宽度钢板剪力墙的弯曲刚度CN•mm),按公式(5.2.1-5)计算;l1钢板剪力墙区格宽度(mm);h1一一钢板剪力墙区格高度(mm);tw钢板剪力墙的厚度(mm);q一一肋板弯曲刚度比,按公式(5.2.5-6)计算;冉一一-与螺栓数目相关的折减系数;nb一二区格间加劲肋段上的螺栓数目。s.3.2螺栓连接的加劲钢板剪力墙且以加劲钢板剪力墙屈曲作为承载力极限状态时,受剪承载力应符合下列公式规定:27 学兔兔www.xuetutu.comτ三三ψsbfv(5.3.2-1)伊sb《1.0(5.3.2-2)(5.3.2-3)伊始=元万言十Cnb)6An「J三(5.3.24)式中:T外荷载作用下钢板剪力墙产生的剪应力设计值CN/mm2);fvy二一钢材的抗剪屈服强度CN/mm2);fv一一钢材的抗剪强度设计值CN/mm2);归一一栓接加劲钢板剪力墙抗剪稳定系数;Anb-一一栓接加劲钢板剪力墙的正则化高厚比;τcrb栓接加劲钢板剪力墙钢板弹性剪切屈曲临界应力CN/mm勺。5.4构造要求5.4.1焊接或栓接加劲钢板剪力墙纵横加劲肋划分的铜板区格宽高比宜等于1,区格宽厚比应符合下列公式规定:对于开口加劲肋:l咱-1-九气了ζmεk(5.4.11)对于闭口加劲肋:l1十h1---"「〈丁7飞L.;JVεk(5.4.1-2)式中:l1一一钢板剪力墙区格宽度(mm);h1钢板剪力墙区格高度(mm);tw→一钢板剪力墙的厚度(mm);εk-一钢号修正系数,取d瓦刀~;fy-一一钢材的屈服强度CN/mm勺。5.4.2栓接加劲钢板剪力墙型钢加劲肋与内嵌钢板可采用高强28 学兔兔www.xuetutu.com度螺栓连接,螺栓连接强度计算应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定。5.4.3热轧型钢或冷弯薄壁型钢用作栓接加劲钢板剪力墙的加劲肋时,双列螺栓连接时可考虑加劲肋扭转刚度对约束内嵌钢板屈曲的贡献。5.4.4加劲肋与边缘构件不宜直接连接。加劲肋与边缘构件直接焊接或采用其他方式直接连接时,宜考虑边缘构件对加劲肋的不利影响。29 学兔兔www.xuetutu.com6防屈曲钢板剪力墙6.1一般规定6.1.1防止钢板屈曲的构件可采用混凝土盖板,也可采用型钢。6.1.2防屈曲钢板剪力墙设计中,不应考虑混凝土盖板或型钢与钢板剪力墙的粘结作用,且不应考虑其对钢板抗侧刚度和承载力的贡献。6.1.3防止钢板屈曲的构件应能向钢板提供持续的面外约束。6.1.4防屈曲钢板剪力墙与周边框架可采用四边连接或两边连接。6.1.5防屈曲钢板剪力墙的简化分析模型宜按本规程附录D的规定采用;当有可靠依据时,可采用其他分析模型。6.1.6防屈曲钢板剪力墙的高厚比宜符合下列公式规定:100《Aζ600(6.1.6-1),\=旦旦(6.1.6-2)twck式中:A二一钢板剪力墙的相对高厚比;He钢板剪力墙的净高度(mm);tw一一钢板剪力墙的厚度(mm);Ek钢号修正系数,取1235刀';;fy钢材的屈服强度CN/mm2)。6.2承载力计算6.2.1四边连接防屈曲钢板剪力墙受剪承载力应符合下列公式规定:30 V9μnunuυ气-mAL1.48ksEct~(6.3.3-Z)T/c=JtwH~当He/Le二三1.0"走s=4.0十5.34CHe/Le)2(6.3.3-3)当He/Le<1.O,是s=5.34+4.OCHe/Le)2(6.3.3-4)式中:T/c一一混凝土盖板的面外约束刚度比;Ee混凝土的弹性模量,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010执行CN/mm2);tc单侧混凝土盖板厚度(mm);是s一一四边简支板的弹性抗剪屈曲系数。6.3.4防屈曲钢板剪力墙中单侧?昆凝土盖板厚度不宜小于lOOmm,且应双层双向配筋,每个方向的单侧配筋率均不应小于0.Z%,且钢筋最大间距不宜大于ZOOmmo6.3.5防屈曲钢板剪力墙应在混凝土盖板的双层双向钢筋网之间设置连系钢筋,并应在板边缘处做加强处理。6.3.6混凝土盖板可分块设置,设计计算应考虑、由此产生的不利影响。6.3.7防屈曲钢板剪力墙与边缘构件宜采用鱼尾板过渡,鱼尾32 板与边缘构件宜采用焊接连接;鱼尾板与钢板剪力墙可采用焊接或高强度螺栓连接,混凝土盖板与钢板剪力墙可采用对拉螺栓连接(图6.3.7)。F哥.--.-亨-.-矿丐-亨亨可可-.:6φφφφφφφ@φφφ6r….<.•A<.-.钱,42二圈7•.•l!J~.%串2e囹斗;3卢:./·~飞二二圈·二?气2「川...3(a)螺栓连接方式6743,囹eA囹e…’囹布图‘嗖2电甲2.·"••..甲·\:囱.~"·电二二Ad3(b)焊接连接方式图6.3.7防屈曲铜板剪力墙与周边框架的连接方式示意1钢梁;2预制混凝土盖板;3对拉螺栓;4-内嵌钢板;5←高强度螺栓;6鱼尾板;7焊缝6.3.8防屈曲钢板剪力墙安装完毕后,混凝土盖板与框架之间的间隙宜采用隔声的弹性材料填充,并宜用轻型金属架及耐火板材覆盖。33 7钢板组合剪力墙7.1一般规定7.1.1钢板组合剪力墙的墙体外包钢板和内填泪凝土之间的连接构造(图7.1.1)可采用栓钉、T形加劲肋、缀板或对拉螺栓,也可混合采用这四种连接方式。(a)栓钉连接(b)T形加劲肋连接(c)缀板连接(d)对拉螺栓连接(e)混合连接图7.1.1铜板组合剪力墙构造示意l一外包钢板;2混凝土;3一栓钉;4-T形加劲肋;5缀板;6对拉螺栓7.1.2钢板组合剪力墙的墙体厚度与墙体钢板厚度的比值宜符合下式规定:250.5)3截面弯矩设计值应符合下式规定:MζMu,N(7.2.2-4)式中:N剪力墙的轴压力设计值CN);M一←剪力墙的弯矩设计值(N•mm);V←一钢板剪力墙的剪力设计值(N);Jc混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2);fy一一-钢材的屈服强度CN/mm2);Mu,N一→钢板组合剪力墙在轴压力作用下的受弯承载力设计值CN•mm);,"ee→一受压1昆凝土面积(mm2);Asfe一一垂直于剪力墙受力平面的受压钢板面积(mm2);As1t→一垂直于剪力墙受力平面的受拉钢板面积(mm2);Aswe-一一平行于剪力墙受力平面的受压钢板面积(mm2);Aswt一一平行于剪力墙受力平面的受拉钢板面积(mm2);dee受压混凝土的合力作用点到剪力墙截面形心的距离(mm);dsfe垂直于剪力墙受力平面的受压钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离(mm);dsft垂直于剪力墙受力平面的受拉钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离(mm);dswc一一平行于剪力墙受力平面的受压钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离(mm);dswt平行于剪力墙受力平面的受拉钢板合力作用点到剪力墙截面形心的距离(mm);37 ρ→一-考虑剪应力影响的钢板强度折减系数;V"→二钢板剪力墙的受剪承载力设计值,按本规程第7.2.3条计算CN)。7.2.3钢板组合剪力墙的受剪承载力应符合下列公式规定:V三三V"(7.2.3-1)Vu=0.6jyAsw(7.2.3-2)式中:V→一钢板剪力墙的剪力设计值CN);V"一一钢板剪力墙的受剪承载力设计值CN);Asw一-平行于剪力墙受力平面的钢板面积(mm勺。7.2.4考虑地震作用的钢板组合剪力墙在重力荷载代表值作用下的轴压比不宜超过表7.2.4中的轴压比限值,轴压比应按下式计算:Nn=(7.2.4)!cA+JYA式中:η二→-轴压比;N一-剪力墙的轴压力设计值CN);Jc混凝土的轴心抗压强度设计值CN/mm2);Ac二一→剪力墙截面的混凝土面积(mm2);fy一一钢材的屈服强度CN/mm2);As剪力墙截面的钢板总面积(mm2)。表7.2.4铜板组合剪力墙墙肢轴压比限值抗震等级一级(9度)|一级(6、7、8度)二、三级轴压比限值o.4Io.50.67.2.5单个栓钉或对拉螺栓的拉力应符合下列公式规定:T、t《Tust(7.2.5-1)Ts,=αsttswSsthfy(7.2.5-2)式中:凡一二单个栓钉或对拉螺栓的拉力设计值(N);Tust一一→单个栓钉的受拉承载力设计值CN),对拉螺栓的受拉承载力按现行国家标准《钢结构设计规范》38 GB50017的有关规定执行;αst一二一连接件拉力系数,可取为0.03;tsw一←剪力墙墙体单片钢板的厚度(mm);灿二一栓钉水平方向的间距(mm);fy一二钢材的屈服强度CN/mm勺。7.2.6单个栓钉的受拉承载力应符合下列公式规定:Tust22图9.3.1与边缘构件直接焊接连接l一边缘构件;2钢板剪力墙钢板;3鱼尾板(垫板);4一安装螺栓(可开槽型孔)47 9.3.2钢板剪力墙与周边框架梁柱宜采用鱼尾板过渡连接(图9.3.2),并应符合下列规定:1鱼尾板与钢板剪力墙先采用安装螺栓固定,鱼尾板上可开设水平或竖向槽孔,通过计算确定鱼尾板的厚度,且应考虑螺栓开孔的削弱;2鱼尾板与钢板剪力墙采用角焊缝连接,通过计算确定焊脚尺寸,且应满足内侧焊缝的施工可行性。42312注t,图9.3.2与边缘构件用鱼尾极过渡的焊接连接示意1边缘构件;2→钢板剪力墙钢板;3→鱼尾板(过渡连接);4一安装螺栓(可开槽型孔)9.3.3与钢板剪力墙相连的钢梁腹板厚度不应小于钢板剪力墙厚度;当钢板剪力墙贯穿楼层时,钢梁翼缘可采用加劲肋代替,加劲肋截面不应小于所需钢梁截面。加劲肋与柱子的焊缝质量等级应与梁柱节点的焊缝质量等级一致。9.3.4加劲肋与钢板剪力墙的焊缝、横向加劲肋与柱的焊缝、横向加劲肋与竖向加劲肋的焊缝,可根据加劲肋的厚度选择双面角焊缝或坡口熔透焊缝,应达到与加劲肋等强,焊缝质量等级不宜低于二级。9.4构造要求9.4.1钢板剪力墙上开洞应符合下列规定:1钢板剪力墙上开设洞口的边长或直径不宜大于700mm。当钢板剪力墙上开设单独洞口的边长或直径不大于300mm时可不做补强;当洞口的边长或直径大于300mm且不大于700mm48 时,应采取补强措施。2非加劲钢板剪力墙上开设洞口时,应避开拉力带区域。3加劲钢板剪力墙上开设洞口时,洞口应避开加劲肋。4防屈曲钢板剪力墙上开设洞口时,混凝土盖板应预留对应洞口,且应对盖板进行强度、刚度复核。设备管线穿过洞口的连接构造措施,应保证盖板与墙板自由滑动。9.4.2钢板剪力墙底脚构造宜符合下列规定:1铜板剪力墙与基础的连接,可采用锚栓与分布式抗剪键组合使用、二次灌浆调平的连接形式,锚栓应承担墙底拉力,抗剪键应承担水平剪力,并应验算墙底及抗剪键连接处混凝土局部承压能力;2钢板剪力墙的墙脚底板厚度应通过计算确定,且不宜小于20mm。9.4.3钢板剪力墙采用延迟安装方式时,现浇楼板处应预留钢板剪力墙的安装空间。周边楼板应根据施工期间的实际支承方式和荷载进行施工阶段验算。49 10防火与防腐10.1防火10.1.1钢板剪力墙的设计耐火极限不应低于现行国家标准《建筑设计防火规施》GB50016的规定。非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙、开缝钢板剪力墙的耐火极限可按梁的耐火极限确定。钢板组合剪力墙的耐火极限宜按柱的耐火极限确定。10.1.2钢板剪力墙应进行防火保护设计,可采用喷涂防火涂料、外包不燃材料等防火保护措施。10.1.3设计文件中应注明钢板剪力墙的设计耐火等级、设计耐火极限,以及防火保护措施及其防火保护材料的性能要求。10.1.4采用防火涂料时,钢板剪力墙与周边构件连接节点处的涂层厚度不应小于相邻构件的涂层厚度。10.1.5采用厚涂型防火涂料时,宜在涂层内设置与钢板剪力墙相连的钢丝网或采取其他措施。10.1.6防火涂料施工前钢板表面的除锈应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理》GB/T8923的规定。防火涂料涂装应分层施工,应在前一道涂层干燥或固化后进行后一道涂层施工。10.1.7防火保护采用外包不燃材料时,应采取保证不燃材料与钢板剪力墙牢固连接的措施。10.2防腐10.2.1钢板剪力墙的防腐设计及施工应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017和《钢结构工程施工规范》GB50755的有关规定。50 10.2.2钢板表面原始锈蚀等级和除锈等级应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理》GB/T8923的规定。除锈前应将钢板表面的焊渣、毛刺、块锈、油污等清除干净。表面采用喷射或抛射除锈,除锈等级不应低于Sa2Yz级。局部难以进行喷射或抛射除锈时,可采用于动或动力工具除锈,除锈等级应达到St3级。10.2.3钢板表面除锈后,应及时涂刷底漆。表面除锈处理与涂装的间隔时间不宜超过仙,在车间内作业或湿度较低的晴天不应超过仙。不同涂层间的施工应有适当的重涂间隔时间,最大及最小重涂间隔时间应符合涂料性能要求。10.2.4钢板剪力墙涂装时的环境温度和相对湿度,应符合涂料产品性能要求。10.2.5钢板剪力墙防腐采用金属热喷涂时,喷涂方式及施工应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB50755的有关规定。10.2.6工地焊接部位的焊缝两侧宜留出暂不涂装区,宽度可为焊缝两侧各lOOmm。焊缝两侧也可涂刷不影响焊接性能的车间底漆。焊接完毕后,对焊缝热影响区应按原涂装要求重新进行表面清理和涂装。10.2.7对长期有高温、高湿作用的局部环境,应采取隔护、通风、排湿等措施。围护结构的设计构造应避免钢板表面因热桥影响引起的结露或积潮。51 11制作与安装11.1一般规定11.1.1钢板剪力墙的制作安装应符合现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB50755的有关规定。11.1.2在钢板剪力墙工程施工前,应编制制作、安装工艺文件。11.2制作11.2.1开缝钢板剪力墙钢板上开缝宜采用激光或等离子切割,切割起始位置应在缝高→半处,缝端部应圆弧过渡。11.2.2焊缝坡口切割宜整条一次性切割,中间有缺棱时,应采用匹配的焊材补焊并打磨。11.2.3钢板剪力墙的工厂焊接,宜采用焊接变形和收缩量小且焊接残余应力低的焊接工艺。11.2.4制作钢板剪力墙上螺栓孔时,宜与鱼尾板配合制孔或数控钻孔。11.2.5鱼尾板与夹板采用螺栓连接时,夹板可分段,且应符合设计要求。11.2.6钢板剪力墙单元组成部件宜分别组装、焊接,经检验合格后,再进行单元总装焊接。11.2.7钢板剪力墙运输过程中,宜采用专用胎架。11.2.8装卸车及吊装时,应采用牢固的绑扎方式,吊点设置宜选择保证钢板剪力墙变形最小的位置。11.2.9钢板剪力墙角部宜切割成圆角或倒角形式(图11.2.9),圆切角半径或直角切角边长不应小子35mm和墙板厚度的较大值;鱼尾板与钢板剪力墙采用夹板连接时,连接夹板的拼接点应远离角部。52 2233图11.2.9铜板剪力墙角部切割圆角或倒角形式示意1一钢板剪力墙;2鱼尾板(垫板);3边缘构件11.3安装11.3.1当钢板剪力墙主要承受水平剪力、不承担竖向压力时,宜采用后固定法施工;当钢板剪力墙既承受水平剪力,又承担竖向压力时,可与结构框架同步施工。11.3.2钢板剪力墙进场后,宜集中堆放,且应符合下列规定:1应根据钢板剪力墙安装进度计划编制零部件进场计划;2剪力墙单元进场后应及时清理内部积水、污物;3零部件应按安装逆顺序堆放,中间加垫木,并交错堆放;4零部件堆放时,编号、标识应外露。11.3.3钢板剪力墙宜对称安装。11.3.4钢板剪力墙单元吊装就位后应采取临时固定措施。11.3.5钢板剪力墙施工过程中,应监测与钢板剪力墙相连框架梁的水平度和框架柱的垂直度。11.3.6同层内钢板剪力墙同时采用高强度螺栓和焊接连接时,应先进行高强度螺栓施工,再进行焊接施工。11.3.7钢板剪力墙的现场焊接应符合下列规定:1整体焊接时,竖向应自下而上焊接,平面上应以中心单元为基点,向两侧逐块焊接;53 2单个单元的焊接时,应先焊接立焊缝再焊接横焊缝;3钢板厚度大于30mm时,宜采用双面坡口焊缝,且横焊缝宜采用K形坡口焊缝,立焊缝宜采用X形坡口焊缝。11.3.8钢板剪力墙的焊缝变形控制措施应符合下列规定:1应控制焊接线能量输人和焊接坡口间隙;2宜采用分段焊或间断焊工艺;3可采用刚性固定法或增加约束度,也可采取反变形措施。11.3.9钢板剪力墙焊缝的端部、角部以及间距较小的焊缝和加劲肋焊缝,施焊时宜留应力释放孔。11.3.10钢板组合剪力墙的混凝土浇筑应符合下列规定:1应验算钢板组合剪力墙在混凝土浇筑过程中的承载力、变形和稳定性。2通气孔设置应符合设计要求;设计元要求时,宜在距离剪力墙上边缘200mm区域内,设置直径不小于150mm的通气孔。3观察口的设置应符合设计要求;设计元要求时,宜在剪力墙上部两角区域内,设置直径不小于lOOmm的观察口。54 12质量验收12.1一般规定12.1.1钢板剪力墙工程可按钢结构制作工程检验批的划分原则,划分为一个或若干个检验批。12.1.2钢板剪力墙制作和安装应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定,并应按本规程附录E的规定记录。12.2主控项目12.2.1钢板剪力墙构件加工外形尺寸的允许偏差应符合表12.2.1的规定。检查数量:全数检查。检验方法:用钢尺、直角尺、塞尺、拉线等检查。表12.2.1铜板剪力墙构件外形尺寸主控项目的允许偏差项目允许偏差(mm)钢板剪力墙高度、宽度土4.0钢板剪力墙平面内对角线±4.0钢板剪力墙纵向、横向最外侧安装孔距离±3.0截面几何尺寸土3.0铜板剪力墙连接处螺栓连接士1.0平面度差其他连接土3.0钢板剪力墙弯曲矢高受压h/1000,且不应大于10.0注:h为单层墙的垂直高度。12.2.2钢板剪力墙安装允许偏差应符合表12.2.2的规定。检查数量:按钢板墙数量抽查10%,且不应少于3个单元。55 检验方法:用全站仪或激光经纬仪和钢尺检查。表12.2.2铜板剪力墙安装允许偏差项目允许偏差(mm)定位轴线1.0单层垂直度h/250,且不应大于15.0单层上端水平度(L/1000)+3,且不应大于10.0平面弯曲L(h)/1000,且不应大于10.0注:平面弯曲水平方向取钢板剪力墙的宽度L,竖直方向取钢板剪力墙的垂直高度h。12.3一般项目12.3.1钢板剪力墙钢板拼接长度不应小于lOOOmm,宽度不应小于500mm,且单块钢板只允许一条拼接缝。钢板表面不得有凹凸不平、划痕等缺陷。检查数量:全数检查。检验方法:观察和用钢尺检查。12.3.2钢板剪力墙构件外形尺寸一般项目的允许偏差应符合表12.3.2的规定。检查数量:按钢构件数抽查10%,且不应少于3件。检验方法:用钢尺、直角尺、塞尺、拉线等检查。表12.3.2构件外形尺寸一般项目的允许偏差项目允许偏差(mm)检验方法图例tw/250拉线、吊线和扭曲且不应大于5.0钢尺检查twlOOO,士4高度拉线检查··霄‘哥·4、..tr.~-钢板厚度及允许钢板偏差应符合产品形式标准的要求56 续表12.3.2项目允许偏差(mm)I检验方法图例构{牛截面连接用拉线、吊线3.0处对角线差和钢尺检查2~t=不应大于宽度用直角尺和板件斜切的1%,且不应钢尺检查大于5.03用塞尺和钢尺检查局部平整度或磊用塞尺和以钢尺检查L,』力H劲肋定位|士5.0和钢尺检查l狭缝L±3.0相邻缝间距用直角尺和钢尺检查狭缝定位±3.057 续一表-乙一方L。ρM叫一法-允许偏差mm项目图例用拉线和栓钉定位土5.0钢尺检查注:fw一构件截面高度;Li,L2一构件截面连接处对角线;1→斜切;2-直尺(线);3侧边;t、w剪力墙墙体单片钢板的厚度;~I增量;L3子板宽度;L1一子板高度;Ls一相邻缝间距;L6相邻缝纵向净间距;箭头方向为轧制方向58 附录A非加劲钢板剪力墙简化分析模型A.1四边连接非加劲铜板剪力墙简化分析模型A.1.1在结构整体分析中,四边连接非加劲钢板剪力墙可简化为混合杆系模型(图A.1.1),采用一系列倾斜、正交杆代替非加劲钢板剪力墙,杆件分为只拉杆和拉压杆,杆件与竖直方向夹角取45。,单向倾斜杆数量不应少于10。L,口i-----拉压杆,---一--只拉杆图A.1.1i昆合杆系模型H.-钢板剪力墙的净高度;Le-钢板剪力墙的净跨度A.1.2混合杆系模型中各杆件截面面积应按下式计算:γL;+H;A1=·v~,"eCOS〔45。一tan1(He/Le)](A.1.2)fl2式中:fw钢板剪力墙的厚度(mm);He-钢板剪力墙的净高度(mm);59 Le-钢板剪力墙的净跨度(mm);nz一一一单向倾斜杆数量。A.1.3混合杆系模型中只拉杆、拉压杆的弹性模量取钢材的弹性模量E,只拉杆屈服强度取钢材的抗拉强度设计值,拉压杆屈服强度取钢材的抗剪强度设计值,拉压杆和只拉杆数量的比值宜为2!80A.2两边连接非加劲钢板剪力墙简化分析模型A.2.1在结构整体分析中,两边连接非加劲钢板剪力墙可简化为交叉杆模型(图A.2.1),模型中杆件为拉压杆,拉压杆的倾角α应按下式计算tα=tan-ICHe/Le)CA.2.1)式中:Le→一-钢板剪力墙的净跨度(mm);He钢板剪力墙的净高度(mm)。"L,Lvll::ti"图A.2.1两边连接铜板剪力墙交叉杆模型H,--钢板剪力墙的净高度;L,一钢板剪力墙的净跨度gα→拉压杆的倾角;l-拉压杆的长度A.2.2两边连接非加劲钢板剪力墙的水平剪切刚度K应按下列公式计算:K=rKoCA.2.2-1)60 K_E•twO-1/(Le/He)3十2.4•(1十ν)/(Le/He)(A.2.2-2)Y=0.014ln(Le/He)-0.118ln(),)+1.24(A.2.2-3)式中:γ-一钢板剪力墙的刚度折减系数;Ko→一一钢板剪力墙初始剪切刚度(N/mm);E钢材的弹性模量(N/mm2);L厂→钢材的泊松比,通常取0.3。A.2.3交叉杆模型中拉压杆的应力-应变关系曲线(图A.2.3)可按下列公式计算:A,=K•Le•β(A.2.3-1)"(1十卢)•E•cos3αv.E.cos2a~~u(A.2.3-2)的1-K•LeVy=[O.18ln(Le/He)一0.065lnCl)十0.77JJvtwLe(A.2.3-3)σviCA.2.34)即=~σ_Vu•E•cos2αCA.2.35)ul-K•Leσulσd二7CA.2.36)!:::,.,•cos2αE:y]=句=一←7一一一一(A.2.3-7)~e/:::,."•cos2αE:u]=εu2=一~一一一一CA.2.38)~et::,,y=Vy/KCA.2.39)t::,,"=Vy/K十(Vu-Vy)/0.lK(A.2.310)卢=(0.03A-2.28)•L/H十0.70CA.2.311)E,1=ECA.2.3-12)E.2=E,1/卢CA.2.3-13)61 E1=旦L二血CA.2.3-14)εul一一εylE,z=号CA.2.山式中:Ai-单向杆的截面面积(mm2);σyl二一非加劲钢板剪力墙简化模型中杆受拉时屈服强度CN/mm2);σy2→一非加劲钢板剪力墙简化模型中杆受压时屈服强度CN/mm2);σul一一杆受拉时的极限抗拉强度CN/mm2);O"uz杆受压时的极限抗压强度CN/mm2);Eyl一二杆受拉时的屈服应变;εy2-一杆受压时的屈服应变;εul-→杆受拉达到极限抗拉强度时对应应变;Euz杆受压达到极限抗压强度时对应应变;卢一→杆拉压强度比,计算时不考虑拉压强度的正负号。σe图A.2.3拉压杆的应力-应变关系曲线62 附录B钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数平B.0.1钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数旱,按表B.0.1采用。表B.0.1钢板剪力墙边缘柱的变轴力等效系数很IX。0.050.20.51358二主10。0.5980.7680.7770.7940.8180.8780.9040.9180.920.050.5970.767o.776o.7920.8160.8760.9020.9160.9180.20.595o.7620.7710.7870.8110.870.896o.910.9120.50.5910.7530.7620.7780.80.8580.8840.8980.910.5840.7380.7460.7610.7830.8390.8640.8770.87930.5570.6760.6830.6950.7140.761o.7840.796o.79950.530.615o.620.630.644o.6830.7030.7150.71880.4880.5230.5260.5310.540.5670.5820.593o.598注100.4610.4610.4630.4660.470.4890.5020.5120.517注:表中系数平e应按下列公式计算:柱底刚接时z可e=0.461CK1=0)CB.o.1-1)市,=2.71K~·03-2.04K~·020.21COFEMA450和加拿大规范《DesignofSteelStructures>CSAS16按下式计算:1十ι立,2Atan'α=tlH3(4)l+twHI一+一一-lAb360IcLJ式中:α一一钢板剪力墙的拉力带与竖直方向的夹角;H与钢板剪力墙相连框架梁的形心距离(mm);L与钢板剪力墙相邻框架柱形心的距离(mm);Ab一-与钢板剪力墙相连框架梁的截面积(mm2);Ac与钢板剪力墙相连框架柱的截面积(mm2);Ic框架柱在钢板剪力墙平面内的抵抗矩(mm4)。当边缘框架构件的抵抗矩满足本规程第4.2.2条和第4.2.3条规定,且钢板剪力墙的跨高比大于1时,按照上式确定杆条倾角基本在38。~45。之间,棍合杆系模型对上述范围内的α值并不敏感,在模型中将杆的倾角近似取45°。清华大学、哈尔滨工业大学对于钢板剪力墙的简化分析模型做了大量的研究工作,研究结果表明钢板剪力墙高厚比逐渐增加过程中,拉压杆数量逐渐减少,只拉杆数量逐渐增多,是一个逐渐变化的过程。为简化分析,同时方便设计,拉压杆和只拉杆的数量比值建议取2:8。4.2.2非加劲钢板剪力墙拉力场的发挥与边缘梁柱构件的抗弯刚度密切相关。当柱抗弯刚度不足时,在拉力场作用下将发生“沙漏”现象,拉力场的锚固朝梁上转移,不能形成“充分拉力场”。为接近“充分拉力场”,边缘构件应满足一定的锚固刚度要求。对上、下两侧都设有墙板的框架梁而言,由于上、下两侧拉88 力场坚向分量可基本抵消,则对框架梁锚固刚度可不作规定。而对于仅在单侧存在拉力场的边柱,美国规范《SeismicProv臼ionforStructuralsteelBuildings>ANSI/AISC341及加拿大国家标准CAN/CSASl6均要求边柱的截面惯性矩符合下式要求:0.00307twH4(5)c::::---L研究发现,上式只适用于极薄的墙板。当墙板稍厚时,经式(5)确定的边柱截面往往过大。为确定能适用到各类厚度非加劲肋的边柱刚度取值,依据墙板拉力场作用与剪切作用的定量比例关系,对上式进行修正,利用剪切力分配系数κ对公式进行修正,使之适用于不同厚度的钢板剪力墙。4.2.3仅一侧与非加劲钢板剪力墙相连的框架梁,框架梁要有足够的刚度保证钢板剪力墙拉力带的充分开展,美国规范AISC341及加拿大国家标准CAN/CSASl6均给出了边梁的最小截面惯性短取值,此处参考了美国和加拿大相关规范的规定。4.2.4系数乐的作用是将柱中力等效到柱顶,将变轴力问题转化为常轴力问题,此时边缘柱的计算长度系数按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017元侧移框架柱计算长度系数表查得,不考虑变轴力作用的影响。边缘柱的稳定校核按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017执行。拉力场在边缘柱上产生的竖向分量q按式(6)计算,其中α为钢板剪力墙拉力带与竖直方向的夹角,按照本规程条文4.2.1的条文说明计算。q=ftwsin2α(6)式中:q二一拉力带拉力设计值沿边缘柱单位高度方向产生的竖向分量CN/mm);f-一钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值CN/mm2);tw→←钢板剪力墙的厚度(mm)。4.3两边连接铜板剪力墙4.3.l考虑实际工程应用中两边连接钢板剪力墙尺寸要求,研89 究分析了钢板跨高比和相对高厚比变化对剪力墙滞回性能的影响,跨高比的变化范围为0.5~2.0,相对高厚比的变化范围为100~600,通过对大量分析结果的拟合,提出钢板剪力墙的受剪承载力计算公式。当钢板剪力墙的跨高比和高厚比超过上述限值时,两边连接钢板剪力墙的承载力需做专门研究确定。4.3.2两边连接钢板剪力墙的两侧自由边在受力过程中易过早出现平面屈曲变形,宜在墙板两自由边设置加劲肋。基于弹性屈曲理论,设置加劲肋受剪板的弹性屈曲承载力应与侧边约束受剪板的弹性屈曲承载力相等为原则(即限制自由边平面外变形时钢板的屈曲系数和设置加劲肋后钢板的屈曲系数相等),提出了加劲肋的最小刚度限值;同时加劲肋的截面高宽比不能太大,防止在受力过程中出现局部屈曲。4.4构造要求4.4.1非加劲钢板剪力墙与边缘构件的连接,可采用鱼尾板过渡的连接方式。设计实践证明,钢板剪力墙与鱼尾板的连接采用栓接方式时,由于螺栓孔的加工偏差以及主体结构的变形均可能造成钢板剪力墙的安装困难,故对螺栓孔的加工精度提出了很高的要求;而且在拉力场作用下,螺栓需要布置得较密才能满足强度要求,同时螺栓滑移而产生很大的噪声,舒适度差,故还应严格控制螺栓连接在风荷载及小震作用下所发生的滑移量。一般认为焊接具有较大的残余应力,且延性欠佳,不适用于钢板剪力墙的连接,但国内外针对非加劲钢板剪力墙的诸多试验结果均表明,采用焊接连接方式的墙板具有良好的延性,且高于一般延性钢框架,因而本条规定非加劲钢板剪力墙与边缘构件的连接宜采用焊接方式。4.4.2非加劲钢板剪力墙后期靠形成拉力带继续承载,拉力带内的应变较大,应力超过屈服强度,为避免螺栓连接时墙板与鱼尾板出现滑动,在设计中高强度螺栓所能够承担的最大剪力应能使其分担的钢板条带(图2所示阴影部分)达到极限抗拉强度,90 即式(7)。同时,对栓接节点的研究表明,钢板屈曲后对螺栓的面外作用力能够达到其屈服强度的10%,若不考虑该力的影响,螺栓处的钢板将容易发生滑移现象,因此在设计时每个螺栓所承受的拉力N,按式(8)计算,拉力N,垂直于钢板。设置单排螺栓难于满足上述要求时,可考虑设置多排螺栓,且在施工过程中应保证对螺栓施加足够的预紧力。Nv=fuAo(7)N,=0.lf,生。(8)式中:Nv一一单个高强度螺栓剪力设计值CN);N,→一单个高强度螺栓拉力设计值CN);‘八一→钢板剪力墙所用钢材的极限抗拉强度最小值CN/mm2);A。一一单个高强度螺栓承担拉力带的截面面积(mm2)。图2螺栓受力简图N,←单个高强度螺栓拉力;Nv单个高强度螺栓剪力91 5加劲钢板剪力墙5.1一般规定5.1.4工程中应用的加劲钢板剪力墙,加劲肋的布置形式主要取决于荷载作用形式,加劲肋的布置形式主要有图5.1.4中的几种。5.1.6当有多道竖向加劲肋时,考虑到竖向加劲肋需要为拉力带提供锚固刚度,故以通长布置为好。5.2焊接加劲钢板剪力墙5.2.1~5.2.3参考现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中的相关规定。5.2.S研究表明,即使对于框架柱弯曲刚度足够大的厚钢板剪力墙,由于残余应力与面外初始缺陷的影响,其受剪承载力同样无法达到儿,折减系数G按式(9)计算,边柱与钢板剪力墙刚度比品不应大于1.0,由于本规程5.1.1要求框架柱截面惯性矩在|明值以上,故此处刚度比品应取为1.0,计算值为0.870Co=0.67十0.2品(9)式中:Co-一边缘柱刚度相关的折减系数;卢。边柱与钢板剪力墙刚度比。考虑到平钢板作为加劲肋时容易发生局部屈曲进而丧失对钢板剪力墙的面外约束能力,引人折减系数C1。5.3栓接加劲钢板剪力墙5.3.1研究表明,同时考虑加劲肋的弯曲刚度和扭转刚度时,区格内子板的弹性抗剪屈曲系数可表示为式(10)。一般单排螺栓连接的加劲钢板剪力墙并不考虑扭转刚度的作用,因此式92 (10)中一般5取0。771+1.68~2币1+l.42(h12k,o=5.34一一一←→十4.0一一一一υ」二二Ll二l即1.25十平l十俨1.25十771十Fl1!(10)式中:b考虑肋板抗弯及抗扭刚度比影响的弹性抗剪屈曲系数;l1钢板剪力墙区格宽度(mm);h1一二钢板剪力墙区格高度(mm);g一一一肋板扭转刚度比;?一一肋板弯曲刚度比。5.3.2研究表明,栓接钢板剪力墙抗剪稳定系数与正则化高厚比之间的表达式机λnb可偏于安全地采用公式(5.2.33)给出的表达式弘λno5.4构造要求5.4.4设置加劲肋主要是帮助内嵌钢板延迟钢板剪力墙屈曲或防止钢板剪力墙屈曲,故加劲肋与边缘构件不宜直接连接,以避免加劲肋直接承受边缘构件的不利作用。否则要考虑边缘构件对加劲肋的不利影响。93 6防屈由钢板剪力墙6.1一般规定6.1.6当钢板剪力墙的相对高厚比小于100时,钢板主要以平面内受剪来抵抗水平剪力,此时设置混凝土盖板来限制钢板的平面外屈曲,对提高钢板剪力墙的承载力和耗能能力的作用不大,实际应用时防屈曲钢板剪力墙中的钢板高厚比大于200时更为经济。6.2承载力计算6.2.1四边连接防屈曲钢板剪力墙中剪力应全部由钢板承担。为精确模拟防屈曲钢板剪力墙,哈尔滨工业大学、清华大学的研究工作给出了一种适用于防屈曲钢板剪力墙的混合杆系模型。与非加劲四边连接钢板剪力墙类似,混合杆系模型中分为拉压杆和只拉杆,杆条均匀分布于框架中,杆条与竖直方向夹角近似取为45。,可参照附录D。参数分析结果表明:对于防屈曲钢板剪力墙,当?昆凝土盖板厚度达到一定幅值后,拉压杆和只拉杆数目比值保持为4:6,采用与非加劲钢板剪力墙相同的计算方法,得到防屈曲钢板剪力墙的受剪承载力计算公式。6.3构造要求6.3.1防屈曲钢板剪力墙的设计原则是小震作用下混凝土盖板不参与受力,仅作为钢板的面外约束而存在;在大震作用下,预制混凝土盖板可参与受力,预制1昆凝土盖板先在角部与周边框架接触,随后接触面不断增大,混凝土盖板开始与钢板共同承担水平荷载,此时混凝土盖板的加入,可以补偿因部分钢板发生局部屈曲而造成的刚度损失。每侧间隙的大小可依据大震下高层建筑94 钢结构的弹塑性层间位移角限值确定,见图3。间隙α的上限值由约束构件和边框梁之间边距内的钢板屈曲控制。相关试验和有限元研究表明,间隙α范围内的板承担的两短边的压应力,且压应力分布较为均匀,板件在受压作用下屈曲。将间隙α范围内的板看作为一长边夹支,另外三边可以考虑框架嵌固作用的均匀受压板。通过上述简化,获得了高为α的均匀受压窄板。受压窄板屈曲应不先于板的屈服,就可以有效控制间隙α范围内板的屈曲,并要求板段满足也不小于儿,间隙α的上限值可取为l7tw•Ek。咕呻州州,尸|L~·图3混凝土盖板与框架缝隙H,钢板剪力墙的净高度;lip弹塑性层间位移角限值;A混凝土盖板与周边框架之间应预留间隙下限值6.3.2在防屈曲钢板剪力墙的设计中,连接螺栓的最大间距以及混凝土盖板最小厚度是两个重要参数。这两个参数相互影响,共同决定防屈曲钢板剪力墙的承载性能。本条取100作为螺栓中心间距与钢板厚度比值的限值,主要依据清华大学的研究及美国规范AISC341有关工字形钢梁腹板在剪切荷载作用下防止产生局部屈曲的限值。6.3.3对混凝土盖板的厚度要求是通过对约束刚度比予进行限制来实现的,该参数的物理意义是混凝土盖板的剪切屈曲荷载与95 内嵌钢板剪切屈服荷载的比值。清华大学的分析表明:在螺栓最大间距满足本条规定的情况下,混凝土盖板的最小厚度主要由内嵌钢板的高厚比决定,据此给出了混凝土盖板临界约束刚度的计算公式。只有螺栓间距与混凝土盖板厚度同时满足要求,混凝土盖板才能有效限制钢板的平面外屈由变形,从而提高钢板剪力墙的耗能能力。6.3.5防屈曲钢板剪力墙应在板边缘处做加强处理,通常可采用在泪凝土盖板四周设置直径不应小于lOmm的2根周边钢筋等措施。6.3.6考虑到在实际应用中,尺寸较大(大于2m×2m)的混凝土盖板不便运输与施工,故本条允许对混凝土盖板进行分块,但应考虑由此带来的不利影响如刚度、强度等。96 7钢板组合剪力墙7.1一般规定7.1.2对应的墙体含钢率为2%~8%。日本规范规定的twc/tsw范围为30~200。7.1.3限制最小厚度是为了保证施工过程中钢板的稳定性能及栓钉的可焊性。限制最大厚度是为了保证钢板的焊接性能及塑性变形能力。现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3规定的最小厚度为lOmm,最大厚度为墙厚的1/15。美国规范AISC341规定的最小厚度为9.5mm。此处不规定最大厚度,最大厚度可参考本规程第7.l.2条。7.1.4日本规范中关于连接件间距与外包钢板厚度的比值(距厚比)的限值约为39。清华大学完成的试验中,距厚比为25、33、50的试件发生钢板局部屈曲时的位移角范围分别为1/94~1/82、1/86~1/町、1/121~1/1040为满足位移角1/80时(与大震位移角一致)墙体钢板不发生局部屈曲的目标,可将距厚比限值取为40。7.1.5当T形加劲肋具有足够刚度时,相邻加劲肋之间钢板的约束条件与矩形钢管混凝土中单片钢板的约束条件相似,因此加劲肋的间距与外包钢板厚度比值的限值可参照矩形钢管混凝土的宽厚比限值。7.1.6参考现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011,宜设端柱或与另一侧墙相连。7.1.7本条均采用弹性刚度。国外规范多采用考虑一定非线性的有效刚度,如增加0.85的折减系数。97 7.2承载力计算7.2.2美国规范《SpecificationforStructuralSteelBuildings>ANSI/AISC360在计算组合构件的压弯承载力时,给出了两种计算方法,一种是全截面塑性方法,另一种是应变协调法(类似于现行国家标准《棍凝土结构设计规范》GB50010中钢筋混凝土构件的正截面承载力计算方法)。欧洲规范《Eurocode4:De•signofCompositeSteelandConcreteStructures-Part1-1:GeneralRulesandRulesforBuildings>BSEN1994-1日1:2004在计算组合构件的压弯承载力时,采用的都是全截面塑性方法。这里不采用应变协调法的原因有下列几点:①用应变协调法很难给出显式计算公式,计算非常复杂;②由于钢板对混凝土的约束作用,?昆凝土的变形能力远高于现行国家标准《混凝土结构设计规程》GB50010规定的极限压应变0.0038;③钢板对组合剪力墙的承载力贡献很大,如果采用混凝土的极限应变来控制截面的受弯承载力,过于保守。本条文没有给出一个显式的计算公式,原因是塑性中和轴的位置有多种情况:①在墙体内;②在端柱内;③在端柱内侧的钢翼缘内。而对于一个确定截面的计算,根据平衡方法可试算出中和轴的位置,公式(7.2.2-1)相当于给出了一个计算塑性中和轴高度的方法。式中ρ考虑了钢腹板的弯剪辑合作用,计算公式参照欧洲规范Eurocode4第6.2.2.4条的规定。7.2.3目前对钢管混凝土构件中混凝土对抗剪贡献的研究还不充分,因此保守取钢腹板的抗剪贡献。7.2.4轴压比的限值和抗震等级同现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011,但这里轴压比的计算中包含了钢板的贡献,因此相比钢筋混凝土剪力墙,轴压比限值放松了。7.2.5栓钉或对拉螺栓的作用是使外包钢板和内填混凝土形成整体,防止两者相互分离。在压应力作用下,钢板具有向外发生98 局部屈曲的趋势,从而使栓钉和对拉螺栓承担拉力,该拉力与栓钉作用范围内钢板的压应力的合力呈正相关。日本规范中系数α目的范围为0.02~0.03,本条为简化计算将该系数定为0.0307.2.6栓钉受拉承载力计算参考美国规范《BrildingCodeRequirementsforStructuralConcreteandCommentary》ACI318。7.3构造要求7.3.1栓钉的直径与钢板厚度的比值过大,栓钉焊接会影响钢板性能。栓钉应具有足够的长度,以防止栓钉被拔出而影响防止钢板屈曲的能力。7.3.2为防止钢板的局部屈曲,加劲肋应具有足够的刚度和锚固深度。7.3.3本条参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011关于一、二、三级抗震的分布钢筋要求。由于外侧钢板对内填混凝土有较强的约束作用,当墙体厚度较小时,可以不设钢筋网片。现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3对内置钢板混凝土组合剪力墙的规定为:分布钢筋的配筋率不宜小于0.4%,间距不宜大于200mm,且应与钢板可靠连接。99 8开缝钢板剪力墙8.1一般规定8.1.1通过对竖缝的合理设计,在常遇地震及风荷载作用时,开缝钢板剪力墙可为结构提供部分抗侧刚度;而在结构遭遇罕遇地震作用时,墙肢缝端部分会形成塑性饺来耗能,缝端进入塑性也使墙板的抗侧刚度逐渐降低,从而减弱地震对建筑物的进一步破坏作用。因此开缝钢板剪力墙适宜用于中、高烈度区的建筑。竖缝的开设对钢板剪力墙的刚度削弱较大,因此从经济角度出发,建议使用在己具有较高刚度的钢框架或组合框架中,不仅可补充框架结构刚度的不足,而且还可大大增强结构的延性和耗能能力。8.1.2开缝钢板剪力墙的布置比较灵活,仅与框架梁连接,沿竖向可不连续或者错位布置,有利于建筑中门窗洞口的开设,可满足丰富建筑立面的需要。8.1.3→方面,开缝钢板剪力墙不与框架柱而仅与框架梁通过螺栓连接,螺栓一般在主体结构施工完成后再予拧紧,从而使钢板剪力墙在实际使用中仅承受少量装修荷载和活荷载;另一方面,根据宝钢与同济大学的试验研究,开缝钢板剪力墙具有较大的竖向荷载承受能力,完全可以承受18层建筑所累积的装修荷载和活荷载。8.1.4本条从钢板剪力墙布置数量方面出发,保证带竖缝钢板剪力墙的塑性发展先于框架柱,从而起到耗能构件的作用。8.1.5本条为防止与剪力墙相连的梁因剪力墙倾覆力矩传递的局部横向力导致强度不足。由于结构设计中开缝钢板剪力墙用简化模型替代,因此所获得的与钢板剪力墙相连框架梁的内力设计100 值并未考虑开缝钢板剪力墙倾覆力矩的影响,故本条对钢梁内力设计值予以放大,还应考虑框架柱的刚度与框架梁相匹配,以保证实现“强柱弱梁”。8.2承载力与刚度计算8.2.1开缝钢板剪力墙柱状部包括缝间小柱和墙板两侧边缘处小柱。8.2.3本条系在日本学者所建议的刚度公式基础上,经宝钢和同济大学合作研究的试验数据和有限元分析检验后提出的。8.3构造要求8.3.5采用高强度螺栓连接,便于作为耗能构件的带竖缝钢板剪力墙在大地震后更换。但是必须有效防止螺栓在风荷载和小震作用下发生滑移,产生噪声。本条根据同济大学和宝钢合作进行的足尺试验结果提出了对高强度螺栓配置的计算要求,其中Vv为板上倾覆力矩M1所引起的螺栓竖向剪力,各螺栓分担的剪力与螺栓群形心距离成正比,如图4所示为高强度螺栓单排布置时的竖向剪力分布图,其中Vv可按式(11)计算。墙板一边螺栓孔采取竖向长圆孔,主要是为了消除加工和安装带来的误差,并且在终拧前消化竖向荷载引起的钢板剪力墙竖向位移。VM1y,,(11)2•2=y~F二1式中:Vv一一一板上倾覆力矩M1所引起的螺栓竖向剪力(N);y;第i列螺栓离中和轴的距离(mm),中和轴即为螺栓群形心轴;y,,第η列螺栓离中和轴的距离(mm);η中和轴一侧螺栓的排数。101 行汁干干.....,___,lj~~川~图4板上倾覆力矩M1所引起的螺栓竖向剪力分布M1一倾覆力矩;Vv→倾覆力矩M1所引起的螺栓竖向剪力;y1-第1列螺栓离中和轴的距离;Yi一一第i列螺栓离中和轴的距离;y,,第n列螺栓离中和轴的距离;L,钢板剪力墙的净跨度102 9节点设计与连接构造9.1一般规定9.1.2在能否承受竖向荷载及比例上,各类钢板剪力墙有所不同,在连接及节点设计时需特别注意。9.1.4参考现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017中的相关规定,鱼尾板连接工程实践中应用较多。当采用双鱼尾板时,鱼尾板总厚度应大于钢板厚度。9.1.6不同形式的钢板剪力墙,承受竖向荷载的比例不同,对连接时间的要求也不尽相同,需在设计文件中明确。如安装单位拟调整时,必须征得设计单位同意。9.2钢板剪力墙与边缘构件螺栓连接9.2.2采用非加劲薄钢板剪力墙,通常利用钢板屈由后强度,在钢板剪力墙内形成拉力带,采用螺栓连接时易逐个失效。9.4构造要求9.4.1对洞口的设置,作如下说明:1设计中需要根据洞口的数量、分布、洞口尺寸对墙整体刚度的影响,考虑是否需要在整体计算中予以反映。当洞口大于700mm时,对钢板剪力墙的整体刚度影响宜在计算中予以反映。洞口补强可采用洞边设加劲肋、贴焊钢板或其他措施。当出现多个不大于300mm的密集洞口时,宜采取补强措施。2非加劲钢板剪力墙的拉力带形成是发挥屈曲后承载力的关键。9.4.2条文中建议的底脚方式可用于钢板剪力墙受压或受较小拉力时。当钢板剪力墙设计工况出现很大拉力时,需专门设计抗拉的底脚。103 10防火与防腐10.1防火10.1.1根据钢板剪力墙的受力特性,规定了不同类型的钢板剪力墙耐火极限要求。钢板剪力墙主要作用是抗侧力,当不承受竖向荷载时,耐火极限可按梁的要求。当设计中钢板剪力墙承受了竖向荷载,耐火极限要求可按柱的要求。10.1.2外包不燃材料防火保护措施主要有:浇筑泪凝土或砌筑砌体、采用轻质防火厚板包敷、复合保护(在紧贴钢板用防火涂料或柔性毡状材料,用钢丝网将其固定于钢板表面,外面用防火薄板封闭)等。10.1.3防火保护材料的性能要求主要为:防火保护材料的等效热传导系数或防火保护层的等效热阻、防火保护层的厚度、防火保护的构造、防火保护材料的使用年限等。当工程实际使用的防火保护方法或保护材料与设计文件不一致时,应由设计单位确认并出具修改文件。10.1.7支撑构件应为不燃体,在高温下应仍能保持一定的强度,保证防火结构的稳定和完整。10.2防腐10.2.2表面处理质量对涂层质量具有重要影响,是涂层过早破坏的主要影响因素,对金属热喷涂层和其他防腐蚀覆盖层与基体的结合力也有极其重要的作用。因此,规定在涂装之前应进行表面处理。粗糙度的增加可加大金属表面积,提高涂膜的附着力,但如果过大,当涂料厚度不足时,轮廓峰顶处常会成为早期腐蚀的起点。现行国家标准《钢结构工程施工规范》GB50755中规定了各底涂层对应的表面粗糙度:热喷钵/铝为60µm~lOOµm,104 元机富捍为50µm~80µm,环氧富锋为30µm~75µm,不便喷砂部位为30µm~75µm。10.2.5金属热喷涂主要有喷锋和喷铝两种,作为钢板的底层,具有很好的耐腐蚀性。在大气环境中喷铝层和喷钵层是最长效的保护系统的首要选择。10.2.6焊缝及焊接热影响区是防腐蚀保护的薄弱环节之一,为保证防腐的质量,在焊缝两侧先预留出一定宽度,在工厂制作时暂不涂装或涂刷不影响焊接性能的车间底漆。10.2.7钢板的锈蚀与所处环境关联较大,潮湿环境会极大地促使锈蚀的发生,尤其是湿度反复变化的条件下影响更大。宜采用通风、降湿等措施,保持使用环境常态为温度较小状态,以减少钢板的锈蚀。防腐蚀设计年限通常低于建筑物设计年限,对于维修较困难的部位,也应加强防护。105 11制作与安装11.1一般规定11.1.2工艺文件编制的依据主要有:工程设计图纸及根据设计图纸而绘制的施工详图;图纸设计总说明和相关技术文件;图纸和合同中规定的国家标准、技术规范和相关技术条件。11.2制f乍11.2.1竖缝切割易引起应力集中、初始缺陷等不利影响,尤其是在小柱的端头部位。故本条要求切割起始位置位于缝高一半处,且缝端部应圆弧过渡。11.2.6分段后的钢板剪力墙墙单元一般设有暗柱、暗梁,各组成部分需进行组装焊接。1组装前应对钢板剪力墙墙身布置的栓钉、钢筋连接器进行划线,栓钉、钢筋连接器划线必须用不同颜色的油漆记号笔、钢印号表达清楚。钢板剪力墙单元组装的尺寸偏差,应控制在工艺文件和本规程第12章所要求的组装偏差允许范围内。2组装用的平台和胎架应符合构件装配的精度要求,具有足够的强度和刚度,经验收合格后方可使用。3组装焊接钢板剪力墙应预放焊接收缩量,并对各部件进行合理的焊接收缩分配,宜进行工艺性试验确定焊接收缩量。组装焊接应在钢构件拼装检验合格后进行。4将钢板剪力墙单元细分为钢板、暗柱、钢筋连接板等分别组装、焊接、矫正合格后,进行总装焊接。11.2.9在水平推力作用下,钢板剪力墙的薄弱部位出现在角部,试验表明,角部连接处会出现撕裂,角部破坏会影响钢板剪力墙的整体承载力。为了克服角部应力集中,防止角部撕裂,可106 采用钢板角部设置成圆角或倒角的构造措施。11.3安装11.3.1钢板剪力墙主要为抗侧向力构件,竖向承载力较小,安装时间和顺序应满足设计文件的要求。本规程第4~8章分别对各种类型钢板剪力墙的受力情况进行了规定。对于仅承担水平剪力,不承担竖向压力的钢板剪力墙,常用的施工方法是待主体结构封顶或大部分竖向荷载施加完毕后,再固定钢板剪力墙。如果钢板剪力墙与主体结构同步安装,则必须考虑后期施工对钢板剪力墙受力性能带来的不利影响。本规程采用钢板剪力墙与主体结构后固定法施工,即先作临时固定,对高强度螺栓和不影响竖向荷载的焊缝进行施工、焊接,待主体结构封顶或大部分竖向荷载施加完毕后,再进行钢板剪力墙的最后固定焊接工作。对于既承担水平剪力又承担竖向压力的钢板剪力墙,可与主体结构同时施工。11.3.2对加劲钢板剪力墙和钢板组合剪力墙,在组装成剪力墙单元时,易形成封闭或半封闭腔体,在剪力墙单元进场后,为避免内部锈蚀,应及时清理内部积水和污物。11.3.3钢板剪力墙安装时应考虑对称性,合理划分施工区域,平面吊装顺序按中心单元向四周单元的顺序进行,控制安装尺寸,防止安装误差积累,同时保证钢板剪力墙的整体稳定性。11.3.4首单元钢板剪力墙安装时,可拉设双向缆风绳进行临时固定,缆风绳沿墙体方向成对布设,缆风绳上端直接与剪力墙吊装耳板连接,下端可设置倒链与预埋地锚相连。为保证就位的钢板剪力墙的稳定性,在各单元之间拉设临时支撑;板间临时支撑分为角撑和对撑。支撑加设主要综合考虑钢板剪力墙受力特点、结构形式及与土建施工的位置关系等因素灵活布置。为了减小钢板剪力墙在焊接过程中的收缩变形,钢板剪力墙在焊接前需要在焊缝两侧设置临时连接板固定,待焊接完成并在107 焊缝冷却至环境温度后将连接板割除。安装临时连接板根据现场焊接形式与临时连接位置灵活布置,但要确保临时连接的可靠性。横焊缝临时连接板宜布设在钢板剪力墙暗柱处,每片钢板剪力墙至少布置两道。立焊缝临时连接板宜布设在铜板剪力墙上下两端,并留出足够的操作空间。11.3.6对栓焊连接的钢板剪力墙,当高强度螺栓紧固完成后,对该片剪力墙进行测量,根据测量的偏差值大小及偏差方向,进行局部尺寸调整,再确定焊接顺序及焊接方向。11.3.7焊接顺序遵循以下要求:先焊接收缩量大的焊缝;同类焊缝对称、同时、同向焊接;为减少焊接变形,原则上单块剪力墙相邻两个接头不要同时开焊,先焊接-端焊缝,同时对另一端焊缝临时固定,待焊缝冷却到常温后,再进行另二端的焊接;先焊钢板之间的纵向焊缝,再焊与钢柱连接的焊缝。108 12质量验收12.2主控项目12.2.1根据项目实施的工程经验,综合考虑含钢板剪力墙项目实施中钢板剪力墙构件外形尺寸的质量指标对工程质量的影响程度,将钢板剪力墙构件整体尺寸控制设定为主控项目。12.2.2钢板剪力墙在安装过程中,应控制单层剪力墙的垂直度、轴线偏差及上下两层钢板剪力墙同轴线位置的垂直度。12.3一般项目12.3.1由于钢板剪力墙尺寸较大,容易超出钢板的轧制宽度,因此增加了钢板拼接的要求,如表1所示。表1钢板剪力墙拼接允许偏差对接允许偏差项目图例(mm)拼接缝宽度Lb二,,,500,士3.0b·~钢一←三二-T板『形拼接缝长度1注1000,士3.0v式·、注:1拼接缝;L钢板剪力墙长度;B钢板剪力墙宽度;t一拼接长度;←拼接宽度。12.3.2根据项目实施的工程经验,综合考虑含钢板剪力墙项目实施中板件的局部尺寸的偏差和构件外形尺寸对工程质量的影响程度小的偏差,设定为一般项目。109'