超高层的内置钢板组合剪力墙体系

一、当前超高层建筑的结构体系  

当前超高层建筑中大多采用混合结构体系，即由外围钢框架或型钢混凝土、钢管混凝土框架与核心筒组成，而核心筒大多结合钢与混凝土两种材料的优点，以提高筒体结构抗震性能。组合剪力墙与普通混凝土剪力墙结构相比，可以减小构件的截面尺寸与结构的自重，减小地震作用，增加有效使用空间；与钢结构相比，具有用钢量少、结构刚度大、抗火性能和耐久性好等优势。

从改善剪力墙的轴压承载力和构件抗剪承载力的角度出发，在型钢组合剪力墙等构造形式上提出了钢板混凝土组合剪力墙，主要分为内置钢板组合剪力墙和外包双钢板剪力墙两种形式。由于外包双钢板剪力墙在实际超高层工程中应用存在一定的困难，所以在当前的实际超高层结构中大多采用的是 内置钢板组合剪力墙 ，而外包双钢板剪力墙则大多应用在核电站等项目之中。经过统计， 巨型框架-组合剪力墙核心筒-环带桁架 伸臂桁架 是当前超高层结构最常见的抗侧力体系。

二、内置钢板组合剪力墙的组成

钢板混凝土组合剪力墙（Steel Plate-Reinforced Concrete Composite Shear Walls，SPRCW）是在钢筋混凝土剪力墙截面内配置钢板，通常与周边型钢、混凝土形成整体构件共同工作。在早期的研究中，钢板组合剪力墙主要是以钢框架和钢板墙为基础，混凝土材料为辅助的构件形式，主要应用在钢结构中，而外包混凝土的作用则是为钢板提供侧向约束，防止钢板屈曲，钢板与混凝土之间通过栓钉连接。美国AISC341-10规范介绍了两类组合剪力墙的构造形式，其中前者便属于上述以钢板墙为主、混凝土墙片为辅的形式；后者属于则属于今天讨论的形式。

国内采用钢板剪力墙的建筑并不多，所以这种以“钢框架 钢板墙”为基础，加上混凝土部分作为屈曲约束和防火保护的组合剪力墙在国内研究的并不广泛。国内所研究的钢板组合剪力墙，是以传统的钢筋混凝土剪力墙为基础，“ 内嵌钢板或者外包钢板 钢暗柱 钢暗梁 ”形成组合剪力墙，因此混凝土部分直接参与抗震，发挥的作用更大。这主要是因为国内的混凝土核心筒是最为成熟的高层及超高层结构的抗侧力体系，而这种钢板组合剪力墙又可以有效地改善结构的抗震性能。    

三、内置钢板组合剪力墙在实际工程中的应用

经统计，当前国内超过400m的建筑和8度区超过200m的超高层建筑大多采用钢板组合剪力墙。以下简要介绍当前采用此类组合剪力墙的超高层建筑。

（1）上海中心，632m，124层

（2）深圳平安金融中心，599m，118层

（3）天津117大厦，597米，117层

（4）天津周大福， 530m，93层

（5）长沙国际金融中心，452m，92层

（6）苏州国际金融中心，450m，90层

（7）武汉中心，438m，88层