兩邊連接低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻理論分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼板剪力墻具有較大的彈性初始剛度、優(yōu)異的變形能力和穩(wěn)定的滯回性能等特點(diǎn)，是具有良好發(fā)展前景的一種高層結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，尤其適用于高烈度地震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)。低屈服點(diǎn)鋼材具有屈服點(diǎn)低、伸長(zhǎng)率大以及塑性變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，將低屈服點(diǎn)鋼應(yīng)用于鋼板剪力墻中，勢(shì)必會(huì)擁有更為優(yōu)越的延性性能和耗能能力。然而，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于鋼板剪力墻的研究主要集中在四邊連接鋼板剪力墻，缺乏針對(duì)兩邊連接低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的研究。為此，本文提出了一種新型的兩邊連接低屈服點(diǎn)鋼板剪

2、力墻，并對(duì)其展開(kāi)了試驗(yàn)研究和有限元分析。
　　本文首先開(kāi)展了低屈服點(diǎn)鋼和Q235鋼的材料力學(xué)性能試驗(yàn)，分別獲取了兩種鋼材的材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等關(guān)鍵性能指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明低屈服點(diǎn)鋼擁有較低的屈服強(qiáng)度和更好的塑形變形能力。在此基礎(chǔ)上，本文又開(kāi)展了兩邊連接非加勁、十字加勁和對(duì)角交叉加勁低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻與非加勁Q235鋼板剪力墻的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)研究，揭示了各試驗(yàn)試件的破壞模式、力學(xué)性能和耗能機(jī)理，給出了各試驗(yàn)試件的滯回曲線

3、、骨架曲線、等效粘滯阻尼系數(shù)等滯回性能指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明:低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻擁有良好的塑形性能和耗能能力，設(shè)置加勁肋后其滯回性能得到進(jìn)一步的提升。
　　通過(guò)ANSYS有限元軟件，對(duì)四榀鋼板剪力墻試驗(yàn)試件建立準(zhǔn)確的有限元模型，并進(jìn)行數(shù)值模擬分析。通過(guò)計(jì)算分析，分別給出鋼板剪力墻模型各階段的受力狀態(tài)和變形特點(diǎn)，得到各模型的滯回曲線與骨架曲線。將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知:有限元模型的墻板屈曲模態(tài)與試驗(yàn)結(jié)果具有較高的相似程度，

4、墻板的滯回曲線與骨架曲線也與試驗(yàn)結(jié)果能保持一定程度的吻合，并具有相似的發(fā)展趨勢(shì)。由此表明，采用有限元方法對(duì)兩邊連接鋼板剪力墻進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算分析是合理的。
　　利用ANSYS軟件對(duì)兩邊連接非加勁、十字加勁和對(duì)角交叉加勁低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的彈性屈曲性能進(jìn)行了有限元參數(shù)化分析，分別考察了墻板高厚比、肋板剛度比及邊緣構(gòu)件剛度比等參數(shù)對(duì)鋼板剪力墻彈性屈曲應(yīng)力的影響。分析結(jié)果表明:加設(shè)加勁肋和邊緣構(gòu)件均可有效提升鋼板剪力墻的彈性屈曲應(yīng)力，但

5、是使用過(guò)大的加勁肋或邊緣構(gòu)件截面是不必要的。根據(jù)大量的參數(shù)化分析結(jié)果，本文分別擬合了適用于上述三種類(lèi)型鋼板剪力墻彈性屈曲應(yīng)力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。
　　同時(shí)，本文對(duì)兩邊連接非加勁、十字加勁和對(duì)角交叉加勁低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的滯回性能進(jìn)行了有限元參數(shù)化分析，分別考察了墻板高厚比、肋板剛度比及邊緣構(gòu)件剛度比等參數(shù)對(duì)其滯回性能的影響，并給出了各參數(shù)的設(shè)計(jì)建議取值。
　　最終，本文根據(jù)鋼板剪力墻的骨架曲線提出了雙折線恢復(fù)力模型，該模型適用于