9.2 加劲钢板剪力墙的计算

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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 宜采取减少重力荷载传递至竖向加劲肋的构造措施。
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：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200702/092KH608-0.jpg[/img][/align]
  式中：a1——剪力墙板区格宽度(mm)；
      h1——剪力墙板区格高度(mm)；
      εk——钢号调整系数；
      tw——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。[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200702/092KIY2-1.jpg[/img][/align]
  式中：ηx、ηy——分别为水平、竖向加劲肋的刚度参数；
       E——钢材的弹性模量(N／mm2)；
      Isx、Isy——分别为水平、竖向加劲肋的惯性矩(mm4)，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)；
       v——钢材的泊松比。
9.2.5 设置加劲肋的钢板剪力墙，应根据下列规定计算其稳定性：
1 正则化宽厚比λn,s、λn,σ、λn,b应根据下列公式计算：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200702/092KID5-2.jpg[/img][/align]

  式中：fyv——钢材的屈服抗剪强度(N／mm2)，取钢材屈服强度的58％；
      fy——钢材屈服强度(N／mm2)；
      τcr——弹性剪切屈曲临界应力(N／mm2)，按本标准附录F的规定计算；
      σcr——竖向受压弹性屈曲临界应力(N／mm2)，按本标准附录F的规定计算；
      σbcr——竖向受弯弹性屈曲临界应力(N／mm2)，按本标准附录F的规定计算。
  2 弹塑性稳定系数[font=微软雅黑, sans-serif][color=#000000]φ[/color][/font][font=微软雅黑, sans-serif][color=#000000]s[/color][/font]、φσ、φbs应根据下列公式计算：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200716/10-200G6144341T9.png[/img][/align]
          3 稳定性计算应符合下列公式要求：
[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200716/10-200G6144951147.png[/img][/align]
  式中：σb——由弯矩产生的弯曲压应力设计值(N／mm2)；
       τ——钢板剪力墙的剪应力设计值(N／mm2)；
      σG——竖向重力荷载产生的应力设计值(N／mm2)；
      fv——钢板剪力墙的抗剪强度设计值(N／mm2)；
       f——钢板剪力墙的抗压和抗弯强度设计值(N／mm2)；
      σσ——钢板剪力墙承受的竖向应力设计值。

[align=center]        [b]条文说明[/b]
        [/align]
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
[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200702/092KGN5-3.jpg[/img][/align]
[align=center]        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[/align]
劲肋的刚度要求增加50％。
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》JGJ 99-98的公式，即式(30)不够安全：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200702/092KI416-4.jpg[/img][/align]
  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。