钢结构设计标准 [附条文说明] GB50017-2017 建标库

9.2  加劲钢板剪力墙的计算

9.2.2  加劲肋采取不承担竖向应力的构造的办法是在每层的钢梁部位,竖向加劲肋中断。不承担竖向荷载,使得地震作用下,加劲肋可以起到类似屈曲约束支撑的外套管那样的作用,能够提高钢板剪力墙的抗震性能(延性和耗能能力)。

9.2.3  为简化设计,本标准直接给出了加劲肋的间距要求,式(9.2.3-2)适用于竖向加劲肋采用闭口截面的情况,即加劲肋采用槽形或类似截面,其翼缘的开口边与钢板墙焊接形成闭口截面的情况。图10为加劲钢板剪力墙示意。

    设计时,加劲肋分隔的区格,边长比宜限制在0.66~1.5之间。

9.2.4  经过分析表明,在设置了水平加劲肋的情况下,只要ηx、ηy≥22,就不会发生整体的屈曲,计入一部分缺陷影响放大1.5倍即ηx、ηy≥33。

    竖向加劲肋,虽然不要求它承担竖向应力,但是无论采用何种构造,它都会承担荷载,其抗弯刚度就要折减,因此对竖向加劲肋的刚度要求增加50%。

图10  加劲钢板剪力墙示意

1-钢梁;2-钢柱;3-水平加劲肋;4-竖向开口加劲肋;5-竖向闭口加劲肋;6-贯通式加劲肋兼梁的翼缘

9.2.5  剪切应力作用下,竖向和水平加劲肋不受力,加劲肋的刚度完全被用来对钢板提供支撑,使其剪切屈曲应力得到提高,此时按照支撑的概念来对设置加劲肋以后的临界剪应力提出计算公式。ANSYS分析表明,《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98的公式,即式(30)不够安全:

    这个公式本身,按照正交异性板剪切失稳的理论分析来判断,已经非常保守,但与ANSYS的剪切临界应力计算结果相比仍然偏大。因此在剪切临界应力的计算上,我们放弃正交异性板的理论。

    在竖向应力作用下,加劲钢板剪力墙的屈曲则完全不同,此时竖向加劲肋参与承受竖向荷载,并且还可能是钢板对加劲肋提供支承。