剪力墙钢结构作为中高层建筑中的主要形式之一,由于其抗侧刚度大,能有效地减小水平荷载作用下的侧移,提高结构抗震性能,并且施工便利因而得到广泛应用。钢筋混凝土剪力墙在地震作用下延性较差,易发生没有明显征兆的脆性破坏,从而造成严重的后果。如何提高剪力墙的延性及其抗震性能,国内外研究人员提出了许多改进措施。
日本学者武藤清提出在剪力墙上设置竖缝,由于竖缝在受荷后期可以将墙板分割为若干墙肢,剪力墙由整体墙板受剪为主转变成各墙肢以受弯为主,随着剪跨比的增大其破坏特征也转变为延性较好的弯曲破坏,从而提高了剪力墙的延性。虽然带缝剪力墙可以大幅提高墙体延性,但会削弱剪力墙的承载力和刚度,如承载力减小到原来的65%,刚度减小到原来的60%。
另一种方法是在普通剪力墙周边配置钢边框列,以增加普通剪力墙的刚度和承载力。其中钢结构边框可以分为型钢边框和钢管混凝土边框,研究表明钢管混凝土剪力墙具有较好的抗剪承载力和后期承载力。钢管混凝土剪力墙在混凝土墙板承载力下降后,钢管混凝土柱可以承担较大的倾覆弯矩和一定的剪力。基于上述研究内容,提出一种新型剪力墙形式:钢结构管混凝土带缝剪力墙。采用钢管混凝土带缝剪力墙的形式可以保持带缝剪力墙较好的延性,而且两端的钢管混凝土柱可以弥补因墙体开缝对承载力和刚度的削弱。