耗能剪力墙研究现状
摘要：由于剪力墙的刚度大、承载力高，并且以受剪破坏为主，在发生强震时容易产生脆性破坏，因此，不少学者又开始研究改善剪力墙抗震性能的措施。许多学者开始在整体剪力墙的基础上按照结构控制的思想相继提出了各种形式的耗能剪力墙。这些剪力墙主要都是增强了耗能能力，改善了延性，使结构破坏形式转变成为弯曲型或弯剪型。 关键词：剪力墙；耗能
近几十年，国内外诸多研究学者针对改善剪力墙延性这一问题，作了大量的理论和试验研究。其中针对剪力墙刚度大、延性差等缺点，提出了结构耗能减震技术已经被证明是一种有效的抗震技术手段；基于结构控制的概念，突破了传统研究方法中仅依靠结构本身的延性来消耗地震能量的抗震方法，总体来看，已有研究主要集中于在剪力墙设置竖缝和连梁采用耗能装置方面。 1.耗能剪力墙的研究
东南大学的夏晓东[1-2]提出了一种带缝剪力墙，就是在剪力墙上设置若干条竖向半通缝，中间的钢筋不截断，外留混凝土，只是缝槽处的厚度为墙体厚度的一半[1]。夏晓东对该型式墙共进行了试验研究，并且把整体墙和通缝墙作了对比研究。研究结果表明：这种缝槽剪力墙兼有整体墙和通缝墙的优点，当外载较小时，它以整体墙的形式工作，初始刚度与整体墙接近；而当外荷载较大时，缝槽混凝土首先开裂并错动，使墙体转变成由若干墙板柱组成的结构，墙体的刚度开始明显降低，但延性与通缝墙接近。由于缝槽处混凝土开裂后相互错动以及钢筋的咬合作用，消耗一定的能量。试验数据分析，这种缝槽墙的最大的承载力约为整体墙的90%以上，当顶点位移达到最大承载力对应侧移的二倍时仍然能够承担 85%的最大荷载。由于这种剪力墙缝中有一定厚度的混凝土填充，试件在一定范围内显示出一定的整体性，墙肢的剪切斜裂缝较多，在后期承载阶段缝槽并没有显著退出工作。
西安建筑科技大学许淑芳教授等提出了带缝空心钢筋混凝土剪力墙结构[3-7]，即在普通钢筋混凝土剪力墙中设置竖向孔洞及竖缝。通过对剪力墙模型和按1/3缩尺比例房屋模型的拟动力和拟静力试验研究表明：带缝钢筋混凝土空心剪力墙结构当设计合理时,可使结构各构件按一定的顺序屈服，该屈服顺序使结构延性和耗能性能显著提高。同时指出竖缝的两侧纵向钢筋应当加密，并且应当保证竖缝的施工质量，避免其成为结构的薄弱环节。
清华大学叶列平等提出一种新型双功能剪力墙[8-10]，通过在钢筋混凝土带缝剪力墙中设置混凝土连接键作为控制单元，使剪力墙在正常使用情况下表现出一定的整体工作性能，具有较大的刚度和承载力，该墙体在中震作用下，墙体破坏主要集中于连接键，便于震后修复，在强震作用下，连接键破坏退出工作，转变为带缝剪力墙，使剪力墙刚度降低，使其具有良好的延性。试验表明当连接键的总长度相等时，设置多个连接键, 更有利于提高双功能墙的侧移刚度和整体性。 东南大学李爱群提出了一种采用摩阻式控制装置的带缝剪力墙，即在竖缝中用一种摩阻耗能的结构作为控制装置，这个摩阻器是以高强螺栓作为施加预应力的手段，通过两层钢夹板在地震作用下的往复错动来耗散地震能量，而在钢板间可以填充或不填充摩阻材料。 2.连梁耗能的研究
吕西林提出了三种不同类型的连梁保险丝，通过低周反复加载试验对这3种
保险丝的抗震性能进行了全面的研究，比较了3种保险丝的耗能能力、疲劳性能、滞回性能、强度和刚度退化性能。
大连理工大学的李冬晗对剪力墙连梁设置截断式金属阻尼器的框剪结构进行了动力弹塑性模拟分析，果表明设置连梁截断式金属阻尼器的框剪结构在不明显削弱结构初始刚度的同时，以对结构中塑性铰的发展和分布进行有效的控制，从而改善结构的耗能模式，高抗震性能。
哈尔滨工业大学的滕军等研究了一种连梁阻尼器，阻尼器采用在低屈服点钢上开孔进行削弱，开孔形式为开一列或多列长方形孔，构造。通过分析表明安装了这种阻尼器的结构在多遇地震下与一般结构的频率接近，此时处于弹性工作范围，在罕遇地震作用下，阻尼器进入塑性阶段消耗地震能量，在一定程度上提高了结构的抗震性能。 3.总结
剪力墙结构其关键问题就是要提高其延性，从而提高其抗震性能。针对这一问题，通常在整体墙中设置水平和竖向拼缝，用来改善整体墙的变形和耗能能力以及延性差等特点，但这易使墙体整体结构截面受到削弱，初期刚度和极限承载力降低较多，增加了正常使用荷载下结构的变形和裂缝宽度，降低结构的抗裂性能。当地震达到一定强度后，建筑物须依赖结构构件的适度塑性变形来耗散地震能量，以达到大震不倒的目的，然而塑性变形的积累总是不可避免地给结构构件造成损伤，甚至是不可修复的损伤。
由于传统现浇钢筋混凝土剪力墙结构过分强调墙体水平抗侧刚度和材料强度的要求，便使得结构的墙体截面积大，因此承受竖向荷载的能力比较容易满足。但是，墙体的自重以及刚度大，在地震作用下惯性力大、侧向位移很小，所以一般认为剪力墙结构延性差，属于脆性结构。这类剪力墙不利于抗震，原因是，剪力墙抗侧刚度大，在地震中遭受的地震作用也大，从而地震输入的能量也大，而剪力墙的延性相对较小，因此，当结构无法及时消耗外界输入的地震能量时，墙体便会发生破坏。除此以外，传统现浇钢筋混凝土剪力墙结构在保温隔热等建筑节能方面远不能满足节能要求。
因此要采用常规的等同于现浇剪力墙结构的设计理念，使接缝结合面较弱些，在较小荷载时，预制墙与现浇墙几乎保持相同的性质；较大荷载时，结合面产生摩擦作用和小变形，使整体墙延性增加，阻尼增加，抗震性能更好。这一理念与部分现浇剪力墙研究者提出的带竖缝混凝土剪力墙理念一致，似乎更合理些，但对于水平结合面则不行，其滑移将会导致很大变形，甚至导致结构倒塌，而且对于竖向结合面也要有量的控制。 参考文献
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耗能剪力墙研究现状
