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由于高層建筑中墻體開(kāi)洞以及剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大等問(wèn)題，聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)更加符合現(xiàn)代高層建筑的要求。針對(duì)傳統(tǒng)連梁為鋼筋混凝土連梁，主要存在的問(wèn)題包括: 1) GB 5001-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)鋼筋混凝土連梁剪壓比限值要求較高，故給出了連梁的最小截面，這會(huì)與建筑中墻體開(kāi)洞要求相矛盾。2)鋼筋混凝土連梁截面較小時(shí)，也會(huì)造成聯(lián)肢剪力墻整體性較差、抗側(cè)剛度較小和承載力較低等問(wèn)題。3)鋼筋混凝土連梁截面較大時(shí)，會(huì)造成墻肢先于連梁破壞，從而使聯(lián)肢剪力墻變形能力降低。
為解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)剪力墻及連梁進(jìn)行了深入研究，并提出了多種配筋方案的鋼筋混凝土連梁。龔炳年等、方鄂華通過(guò)試驗(yàn)，研究了名義剪壓比、剪箍比、跨高比等因素對(duì)低周反復(fù)荷載作用下連梁的延性、耗能和破壞形態(tài)的影響。傅劍平等的研究表明，按JGJ 3-2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》設(shè)計(jì)的跨高比為1.0的普通配筋連梁不能保證其在地震作用下具有良好的延性和耗能性，并提出了改進(jìn)配筋方案。Paulay等提出沿連梁對(duì)角線布置斜向柱式鋼筋骨架的小跨高比連梁配筋方案。Tegos等提出菱形配筋形式，并進(jìn)行了理論及試驗(yàn)研究!但是目前由于施工技術(shù)等原因，鋼筋混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻變形能力和抗側(cè)剛度之間的矛盾尚未得到較好解決。
鋼骨混凝土連梁是在普通鋼筋混凝土連梁中嵌入鋼骨，在YB 9082-2006《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻截面剪壓比限值要求較為寬松。
鋼骨混凝土連梁在實(shí)際工程中已得到使用，諸如：上海北外灘白玉蘭廣場(chǎng)、天津周大福濱海中心以及天津富力恒富大廈等超高層工程項(xiàng)目。但是目前對(duì)于鋼骨混凝土連梁的應(yīng)用，還需進(jìn)一步完善理論研究和具體設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。
新建項(xiàng)目北外灘白玉蘭廣場(chǎng)位于上海市浦東區(qū)，結(jié)構(gòu)高度為300m，共68層，采用框架-筒體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中1~20層范圍內(nèi)大量使用鋼骨混凝土連梁，為此，本文以白玉蘭廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)中的鋼骨和鋼筋混凝土連梁為工程背景，通過(guò)對(duì)3個(gè)鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻試件的破壞模式、滯回曲線、骨架曲線、關(guān)鍵部位應(yīng)變分析、耗能能力等試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果的對(duì)比和研究，對(duì)鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻的抗震性能進(jìn)行分析，并對(duì)其工程應(yīng)用提出建議。
根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸和配筋情況，試驗(yàn)中設(shè)計(jì)3個(gè)縮尺比均為1/6的鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻試件，分別為鋼筋混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻試件RCW、適鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻試件SRCW和超鋼骨混凝土連梁聯(lián)肢剪力墻試件 SSRCW。3個(gè)試件的配筋及幾何尺寸均相同，區(qū)別在于連梁中鋼骨含鋼率不同。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為G70，鋼筋及型鋼材料分別采用HRB400及Q345，材料性能由試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到。混凝土試塊為邊長(zhǎng)150mm的立方塊體。
試驗(yàn)在同濟(jì)大學(xué)靜力實(shí)驗(yàn)室完成，通過(guò)螺栓將試件底座和實(shí)驗(yàn)室地槽連接以固定試件。通過(guò)螺桿連接試件頂梁和作動(dòng)器，并通過(guò)反力墻和作動(dòng)器對(duì)試件施加水平低周反復(fù)作用荷載。通過(guò)龍門架和滾輪組裝的鋼架支撐試件，以防止發(fā)生平面外失穩(wěn)；同時(shí)通過(guò)龍門架、鋼梁和千斤頂，對(duì)剪力墻試件進(jìn)行豎向加載。
在試件頂面施加豎向荷載，試件的設(shè)計(jì)軸壓比約為0.2，由此得到豎向壓力為980kN。水平加載首先采用荷載控制，每級(jí)加載循環(huán)1次，待試件滯回曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)后轉(zhuǎn)為位移控制，取屈服位移的1/4為加載增量，峰值荷載后以屈服位移的1/2或1倍為增量，直至試件荷載下降到峰值荷載的85%以下，加載結(jié)束。
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