低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計方法研究.pdf

1、低屈服點鋼板剪力墻體系具有較高的抗側(cè)剛度、強度和延性，同時滯回曲線穩(wěn)定并有很大的塑性耗能能力，能夠較為有效地降低地震的災害，起到防震減災的作用。低屈服點鋼板剪力墻基于性能的抗震設(shè)計方法的提出更能夠使得建筑在未來不同強度水平地震作用下，有效地控制建筑物的不同破壞狀態(tài)，使建筑物實現(xiàn)不同的性能水平，具備預期的功能，擁有廣闊的工程應(yīng)用價值。本文通過研究國內(nèi)外大量的相關(guān)文獻，對低屈服點鋼板剪力墻基于性能的抗震設(shè)計方法進行系統(tǒng)地研究，主要的研究工作

2、和成果如下：
　　（1）研究大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻，提出了低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于位移的性能化抗震設(shè)計方法，并介紹了利用能力譜法對基于性能設(shè)計方法設(shè)計好的低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)進行性能評估的方法，以驗證所設(shè)計的低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的合理性。
　?。?）設(shè)計了一榀兩層的低屈服點鋼板剪力墻縮尺模型，對其進行水平低周循環(huán)往復加載試驗。通過試驗著重研究低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度、延性、極限承載力、耗能，以及剪力墻板的變形和應(yīng)

3、力分布等特點，分析了結(jié)構(gòu)屈服后承載力的變化，墻板第一主應(yīng)力傾角以及梁、柱和墻板在試驗過程中的應(yīng)力變化，從而系統(tǒng)地了解低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。
　?。?）基于理論分析和試驗的基礎(chǔ)上，通過 ANSYS和 SAP2000兩種有限元分析軟件分別對試件進行數(shù)值模擬。在ANSYS中，采用APDL語言編寫了結(jié)構(gòu)構(gòu)件全部用殼單元shell181進行有限元數(shù)值模擬以考慮局部屈曲影響的命令流程序，殼單元很好地模擬了試件在試驗過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)

4、力的變化及低屈服點剪力墻板變形的形成過程?；跅U單元和分層殼單元利用 SAP2000有限元分析軟件分析了結(jié)構(gòu)整體的性能。試驗數(shù)據(jù)驗證了兩種有限元分析方法的正確性。
　?。?）基于試驗數(shù)據(jù)，參考國內(nèi)外的相關(guān)文獻以及我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010附錄M中對需要按地震殘余變形確定使用性能的結(jié)構(gòu)的層間位移參考指標示例，對低屈服點鋼板剪力墻的性能指標進行了量化，并對相應(yīng)層間位移角下結(jié)構(gòu)的試驗現(xiàn)象進行了描述。在達到規(guī)范規(guī)定的

5、彈性位移角限值1/250時，墻板已接近全部屈服，而框架柱未發(fā)生屈服，整體結(jié)構(gòu)基本完好；在達到規(guī)范規(guī)定的彈塑性位移角限值1/50時，墻板中心的凸起明顯，兩邊框架柱皆進入屈服，且翼緣出現(xiàn)輕微的扭曲。
　?。?）根據(jù)低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于位移的抗震性能化設(shè)計方法，設(shè)計出高烈度地震區(qū)10層和30層的低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)。按照所量化的四個性能指標分別進行抗震性能化設(shè)計，詳細地給出了10層低屈服點鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于性能3和性能4的設(shè)計過