产品介绍
近日,国家颁布了《钢板剪力墙结构设计图集》(20G122),至此,结合2015年颁布的《钢板剪力墙技术规程》(JGJ/T380-2015),《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)以及《钢结构设计标准》(GB50017-2017),对钢板剪力墙的设计给出了更全面的标准及技术参考。

钢板剪力墙是一种可内嵌在框架结构中的抗侧力构件,在正常使用情况下,它只承受水平剪力作用。普通钢板墙在水平剪力作用下易发生面外凸起形式的屈曲,因此滞回曲线会存在明显的捏拢。
防屈曲钢板墙指不会发生面外屈曲的钢板剪力墙,由承受水平荷载的钢芯板和防止芯板发生面外屈曲的部件组合而成,是针对普通钢板剪力墙易发生面外屈曲而改进的新型抗剪力耗能构件。
防屈曲钢板剪力墙是蓝科减震的系列产品中应用最为广泛的产品之一,对应的具体产品类型有无屈曲波纹钢板墙和防屈曲钢板墙。

相对于普通钢板剪力墙易整体剪切屈曲,滞回曲线捏拢严重的特点,防屈曲钢板墙不会发生整体剪切屈曲,滞回曲线饱满,耗能能力强。实验研究表明,防屈曲钢板墙与不设面外约束板件的普通钢板墙相比,初始刚度可提高30%以上,承载力可提高50%以上。

应用场景
防屈曲钢板墙布置灵活,在作为结构构件的同时,可起到建筑墙体的作用,即可布置在
任意有建筑墙体的位置,或符合建筑需求的位置。但为最大限度地发挥其耗能作用,并满足结构整体受力的需要,可依照以下原则进行布置:
(1)结构的外圈框架;
(2)地震作用下产生使钢板墙产生较大内力的部位;
(3)地震作用下层间位移较大的楼层;
(4)宜沿结构两个主轴方向分别设置;
(5)宜满跨布置,也可局部布置;
(6)宜沿建筑高度方向至下而上连续布置。

工程案例
下面以上海体育场重建项目为例,具体说明防屈曲钢板墙的设计与应用效果。
上海(八万人)体育场建于1988年,近半个世纪以来,上海体育馆、上海体育场和上海游泳馆这三大体育场馆不仅是上海的标志性建筑,也见证了城市的发展变迁,更承载了上海体育的辉煌和梦想。而随着上海在2025年建设成为“全球著名体育城市”目标的提出,这片曾经承载着一代人记忆的体育场馆和设施相继启动建设。

上海(八万人)体育场遵循“保持地上建筑总量不增加”的原则,定位为“顶级赛事主题门户,运动社交体验平台”,体育场通过相应设计改造,承载包括核心赛事(足球、田径、橄榄球)、增加室内竞技等赛事,提高主场体验、运动设计的复合功能;同时设计为能够快速实现场地分割、功能切换、观众引导、物流装卸的高效场馆。
为了提高结构整体抗震性能,且在不影响结构的建筑使用功能的情况下,解决结构的抗侧及抗扭刚度不足等问题,工程采用无屈曲波纹钢板墙。

其中,无屈曲波纹钢板墙的参数如下所示:

为了解结构在大震作用下的抗震性能,对本结构进行大震弹塑性时程分析。罕遇地震作用下的各层X向层间位移角最大值为1/85,Y向层间位移角最大值为1/78,均小于1/50,满足性能水准要求。

通过结构损伤可以看出,在大震时,大多数梁处于弹性,少数量梁进入塑性,塑性程度较浅,为B或者IO状态,说明梁损伤较小。绝大多数柱处于弹性,三层短柱进入塑性,塑性程度较浅,为B状态,说明柱损伤较小。梁的塑性损伤重于柱的塑性损伤,满足“强柱弱梁”的设计准则。


同时,大震下波纹钢板墙屈服耗能,滞回曲线饱满。

其中,无屈曲波纹钢板墙连接节点大样图可参考下图

综上所述,无屈曲波纹钢板墙的采用不仅解决了上海体育场原结构扭转及抗侧刚度不足等问题,而且通过结构中设置通过结构中设置阻尼器,有效降低其在多遇和罕遇地震作用下的动力响应,大大提高结构的抗震性能与抗震安全储备。
