9 加劲钢板剪力墙
9 加劲钢板剪力墙
9.1 一般规定
9.1.1 钢板剪力墙可采用纯钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙及组合剪力墙,纯钢板剪力墙可采用无加劲钢板剪力墙和加劲钢板剪力墙。
9.1.2 钢板剪力墙承受恒荷载时,可考虑边缘构件的约束作用。竖向加劲肋宜双面或交替双面设置,水平加劲肋可单面、双面或交替双面设置。
9.2 加劲钢板剪力墙的计算
9.2.1 本节适用于不考虑屈曲后强度的钢板剪力墙。
9.2.2 竖向加劲肋在构造上宜采取不承受竖向力的措施。
9.2.3 同时设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙,纵横加劲肋划分的剪力墙板区格的宽高比宜接近 1,剪力墙板区格的宽厚比宜符合下列规定:
采用开口加劲肋时:
$$ \frac{a_{1}+h_{1}}{t_{w}}\leq220\varepsilon_{k} $$
采用闭口加劲肋时:
$$ \frac{a_{1}+h_{1}}{t_{w}}\leq250\varepsilon_{k} $$
式中: $ a_{1} $ ——剪力墙板区格宽度(mm);
$ h_{1} $ ——剪力墙板区格高度(mm);
$ \varepsilon_{k} $ ——钢号调整系数;
$ t_{w} $ ——钢板剪力墙的厚度(mm)。
9.2.4 同时设置水平和竖向加劲肋的钢板剪力墙,加劲肋的刚度参数宜符合下列公式的要
求。
$$ \eta_{x}=\frac{EI_{sx}}{Dh_{1}}\geq33 $$
$$ \eta_{y}=\frac{EI_{sy}}{Da_{1}}\geq50 $$
$$ D=\frac{Et_{\mathrm{w}}^{3}}{12\left(1-\nu^{2}\right)} $$
式中: $ \eta_{x} $ 、 $ \eta_{y} $ ——分别为水平、竖向加劲肋的刚度参数;
E——钢材的弹性模量(N/mm $ ^{2} $ );
$ I_{sx} $ 、 $ I_{sy} $ ——分别为水平、竖向加劲肋的惯性矩 $ (mm^{4}) $ ,可考虑加劲肋与钢板剪力墙有
效宽度组合截面,单侧钢板加劲剪力墙的有效宽度取15倍的钢板厚度;
D——单位宽度的弯曲刚度(N·mm);
$ \nu $ ——钢材的泊松比。
9.2.5 设置加劲的钢板剪力墙,应根据下列规定计算其稳定性:
1 正则化宽厚比 $ \lambda_{n,s} $ 、 $ \lambda_{n,\sigma} $ 、 $ \lambda_{n,b} $ 应根据下列公式计算:
$$ \lambda_{n,s}=\sqrt{\frac{f_{yv}}{\tau_{cr}}} $$
$$ \lambda_{\mathrm{n},\sigma}=\sqrt{\frac{f_{\mathrm{y}}}{\sigma_{\mathrm{cr}}}} $$
$$ \lambda_{n,b}=\sqrt{\frac{f_{y}}{\sigma_{bcr}}} $$
式中: $ f_{vv} $ ——钢材的屈服抗剪强度(N/mm $ ^{2} $ ),取钢材屈服强度的58%;
$ f_{y} $ ——钢材屈服强度(N/mm $ ^{2} $ );
$ \tau_{cr} $ ——弹性剪切屈曲临界应力(N/mm $ ^{2} $ ),按本标准附录 F 的规定计算;
$ \sigma_{cr} $ ——竖向受压弹性屈曲临界应力(N/mm $ ^{2} $ ),按本标准附录 F 的规定计算;
$ \sigma_{ber} $ ——竖向受弯弹性屈曲临界应力(N/mm $ ^{2} $ ),按本标准附录 F 的规定计算。
2 弹塑性稳定系数 $ \varphi_{s} $ 、 $ \varphi_{\sigma} $ 、 $ \varphi_{bs} $ 应根据下列公式计算:
$$ \varphi_{s}=\frac{1}{\sqrt[3]{0.738+\lambda_{n,s}^{6}}}\leq1.0 $$
$$ \varphi_{\sigma}=\frac{1}{\left[1+\lambda_{n,\sigma}^{2.4}\right]^{5/6}}\leq1.0 $$
$$ \varphi_{\mathrm{bs}}=\frac{1}{\sqrt[3]{0.738+\lambda_{\mathrm{n,b}}^{6}}}\leq1.0 $$
3 稳定性计算应符合下列公式要求:
$$ \frac{\sigma_{\mathrm{b}}}{\varphi_{\mathrm{bs}}f}\leq1.0 $$
$$ \frac{\tau}{\varphi_{s}f_{v}}\leq1.0 $$
$$ \frac{\sigma_{\mathrm{G}}}{0.35\varphi_{\sigma}f}\leq1.0 $$
$$ \left(\frac{\sigma_{\mathrm{b}}}{\varphi_{\mathrm{bs}}f}\right)^{2}+\left(\frac{\tau}{\varphi_{\mathrm{s}}f_{\mathrm{v}}}\right)^{2}+\frac{\sigma_{\mathrm{G}}}{\varphi_{\sigma}f}\leq1.0 $$
式中: $ \sigma_{b} $ ——由弯矩产生的弯曲压应力设计值(N/mm $ ^{2} $ );
$ \tau $ ——钢板剪力墙的剪应力设计值(N/mm $ ^{2} $ );
$ \sigma_{G} $ ——竖向重力荷载产生的应力设计值(N/mm $ ^{2} $ );
$ f_{v} $ ——钢板剪力墙的抗剪强度设计值(N/mm $ ^{2} $ );
f ——钢板剪力墙的抗压和抗弯强度设计值(N/mm²)。
9.3 构造要求
9.3.1 加劲钢板墙可采用横向加劲、竖向加劲、井字加劲等形式。加劲肋宜采用型钢且与钢板墙焊接。为运输方便,当设置水平加劲肋时,可采用横向加劲肋贯通、钢板剪力墙水平切断的形式。
9.3.2 加劲钢板剪力墙与边缘构件的连接应符合下列规定:
1 钢板剪力墙与钢柱连接可采用角焊缝,焊缝强度应满足等强连接要求;
2 钢板剪力墙跨的钢梁,腹板厚度不应小于钢板剪力墙厚度,翼缘可采用加劲肋代替,其截面不应小于所需要的钢梁截面。
9.3.3 加劲钢板剪力墙在有洞口时应符合下列规定:
1 计算钢板剪力墙的水平受剪承载力时,不应计算洞口水平投影部分。
2 钢板剪力墙上开设门洞时,门洞口边的加劲肋应符合下列规定:
1) 加劲肋的刚度参数 $ \eta_{x} $ 、 $ \eta_{y} $ 不应小于 150;
2)竖向边加劲肋应延伸至整个楼层高度,门洞上边的边缘加劲肋延伸的长度不宜小于600mm。