装配式组合剪力墙:节点设计与结构性能

本书系统介绍了装配式组合剪力墙的节点设计与结构性能，将钢结构中焊接、螺栓连接等干式节点连接技术与装配式组合剪力墙结构相结合，充分发挥装配式钢筋混凝土剪力墙良好的整体性与钢板剪力墙连接的便捷性等优势，基于试验研究、数值模拟与理论分析结果，系统分析了不同节点构造形式的受力机理、破坏模式，重点探讨了节点在承载力、刚度、延性及耗能等方面的规律，并据此提出了适用于工程实践的设计方法和建议。本书内容结合前沿研究成果与现行规范，具有较强的理论深度和工程应用价值。
本书适合土木工程、结构工程及相关专业的高校师生、科研人员和工程技术人员参考使用。

王 仪
博士，教授，硕士研究生导师，河南省高等学校青年骨干教师、河南省教育厅学术技术带头人。主要从事装配式韧性结构体系及其耐久性等方面的研究。近年来主持及参与完成国家级、省厅级项目 10 余项；发表学术论文 30 余篇，其中 SCI、EI 收录期刊论文 10 余篇，中文核心期刊 6 篇；出版学术专著 1 部，主编及参编教材 5 部。作为主持人或主要参与人，建设河南省一流课程、在线开放课程 4 门，获河南省高校教学成果一等奖 1 项。

建筑业作为国民经济的支柱产业，正面临转型升级的迫切需求。在“碳达峰、碳中和”目标的引领下，推动建筑工业化、发展绿色建筑与装配式建筑已成为行业发展的必然趋势。装配式建筑凭借施工效率高、质量可控、环境友好等显著优势，成为实现建筑产业现代化的重要途径。在此背景下，装配式组合剪力墙结构应运而生，它融合钢板与混凝土两种材料的性能优势，兼具承载力高、刚度大、延性好及施工便捷等特点，在高层及超高层建筑中展现出广阔的应用前景。
节点连接技术是装配式结构的核心与关键，直接决定着结构的整体性、安全性与抗震性能。然而，现有连接方式无论是湿式连接还是干式连接，均在不同程度上存在施工复杂、质量难以保证、节点性能有待提升等问题。设计出传力可靠、构造简单、施工高效的节点连接形式，是装配式组合剪力墙结构推广与应用的关键所在。
本书围绕这一关键科学问题展开研究，以装配式组合剪力墙结构连接节点为对象，系统开展了从节点连接件设计、基本力学性能试验，到墙体抗震性能分析，再到承载力理论计算方法的系列工作。首先，在深入剖析国内外研究现状的基础上，创新性地设计了T形板、对接板、二阶组合板及三阶组合板四类钢板节点连接件，并分别应用于装配式剪力墙全截面连接与端部连接的节点体系中。通过单调拉伸、压缩及低周往复加载试验，结合精细化有限元模拟，全面揭示了各类节点连接件的破坏机理与力学特性。然后，在此基础上，将优选出的节点连接件应用于装配式组合剪力墙连接节点，通过数值模拟深入研究了不同连接形式下墙体的抗震性能，系统分析了节点参数（如连接件长度、翼缘宽度、数量）与墙体参数（如轴压比、高宽比）对墙体破坏形态、承载力、刚度、延性及耗能能力的影响规律。最后，基于大量参数化分析结果并结合现行规范，提出了适用于内置钢板装配式组合剪力墙承载力计算的实用方法，为工程实践提供了重要的理论依据和设计参考。
本书的研究成果丰富了装配式组合剪力墙结构的节点连接形式，深化了对该类结构抗震性能的认知，所提出的设计方法与计算公式对推动装配式组合剪力墙结构的工程应用、提升建筑工业化水平具有重要的理论意义和实用价值。希望本书能为土木工程领域的研究人员、工程师及高校师生提供有益的参考与借鉴。
本书由河南城建学院装配式结构及其耐久性课题组编写，感谢课题组赵晋博士、武海荣博士、屈讼昭博士等为本书的撰写提出的宝贵意见与建议，也感谢课题组研究生王兆晨、郭城成、李岩松、闫超意、蔡炳旭等在内容梳理与数据整理过程中付出的辛勤努力，同时感谢课题组本科生张晨宇、郝雪东、张程鑫、张家诚、刘丛、宋毅、王昱皓、宋颍浩、王真真、秦承成、周默含等对本书试验和有限元分析工作作出的重要贡献。鉴于作者能力所限，书中或有疏漏与不足之处，恳请广大读者多提宝贵意见。

王仪
2026年3月
于河南城建学院

第1章装配式组合剪力墙结构概述1
1.1装配式组合剪力墙结构发展历程1
1.2装配式组合剪力墙结构研究现状2
1.2.1普通钢板组合剪力墙结构2
1.2.2波纹钢板组合剪力墙结构4
1.2.3其他类型组合剪力墙结构6
1.3装配式组合剪力墙结构的发展趋势7
1.4装配式组合剪力墙结构的现存问题8
1.5本章小结9

第2章装配式组合剪力墙结构连接节点设计11
2.1装配式组合剪力墙结构节点概述11
2.1.1装配式组合剪力墙节点全截面连接11
2.1.2装配式组合剪力墙节点端部连接12
2.1.3装配式组合剪力墙其他连接件12
2.2装配式组合剪力墙结构节点全截面连接设计14
2.2.1T形板连接节点设计15
2.2.2对接板连接节点设计15
2.3装配式组合剪力墙结构节点端部连接设计16
2.3.1二阶组合板连接节点设计17
2.3.2三阶组合板连接节点设计17
2.4本章小结18

第3章装配式组合剪力墙结构节点连接件性能试验19
3.1试验概况19
3.1.1试件设计19
3.1.2试件制作19
3.1.3材料性能23
3.1.4试件加载与量测25
3.2试验过程与现象27
3.2.1单调拉伸试验27
3.2.2单调压缩试验30
3.2.3低周往复试验32
3.3数值模拟与试验结果分析36
3.3.1有限元模型的建立36
3.3.2结果对比分析39
3.4本章小结46

第4章节点全截面连接装配式组合剪力墙结构抗震性能分析49
4.1节点全截面连接装配式组合剪力墙结构概述49
4.2T形板连接装配式组合剪力墙结构抗震性能分析49
4.2.1试件设计49
4.2.2有限元模型的建立50
4.2.3破坏形态分析50
4.2.4承载性能分析53
4.2.5延性分析54
4.2.6抗侧刚度分析55
4.2.7耗能能力分析55
4.2.8节点参数影响分析56
4.2.9墙体参数影响分析66
4.3对接板连接装配式组合剪力墙结构抗震性能分析72
4.3.1试件设计73
4.3.2有限元模型的建立73
4.3.3破坏形态分析74
4.3.4承载性能分析77
4.3.5延性分析78
4.3.6抗侧刚度分析78
4.3.7耗能能力分析79
4.3.8节点参数影响分析79
4.3.9墙体参数影响分析97
4.4本章小结106

第5章节点端部连接装配式组合剪力墙结构抗震性能分析107
5.1节点端部连接装配式组合剪力墙结构概述107
5.2节点端部连接装配式剪力墙结构数值模拟107
5.2.1试件设计108
5.2.2有限元模型的建立108
5.2.3有限元模型验证112
5.3节点选型分析114
5.3.1破坏形态分析115
5.3.2滞回曲线分析116
5.3.3骨架曲线分析116
5.3.4抗侧刚度分析118
5.3.5耗能能力分析118
5.3.6变形与延性分析119
5.3.7节点选型小结119
5.4抗震性能分析120
5.4.1破坏形态分析120
5.4.2承载性能分析120
5.4.3延性分析122
5.4.4抗侧刚度分析122
5.4.5耗能能力分析123
5.4.6节点参数影响分析123
5.4.7墙体参数影响分析134
5.5本章小结140

第6章装配式组合剪力墙结构承载力实用计算方法141
6.1组合剪力墙结构承载力计算方法概述141
6.1.1Ono折减率法141
6.1.2钢板厚度折减率法142
6.1.3承载力叠加法143
6.1.4叠加折减系数法143
6.2装配式组合剪力墙结构实用计算方法144
6.2.1内置钢板开洞折减法144
6.2.2等效钢板厚度折减法152
6.2.3计算结果对比分析157
6.3本章小结158

参考文献161