栓焊連接鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究和理論分析.pdf

1、鋼板剪力墻是一種有效的抗側(cè)力體系，具有初始側(cè)向剛度大，能量耗散能力好，延性大等優(yōu)點(diǎn)。鋼板剪力墻與鋼框架兩者可以組成鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)雙重抗側(cè)力體系，目前，對(duì)該結(jié)構(gòu)體系的研究很不充分。本文針對(duì)栓焊連接的鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系，對(duì)其抗震性能展開(kāi)試驗(yàn)研究和理論分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴按照我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)了一幢9層鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，作為試驗(yàn)研究模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。并分析了鋼板墻的存在對(duì)框架梁、柱內(nèi)力分布的

2、影響規(guī)律，以及雙重抗側(cè)力體系的有效性。⑵選取原型結(jié)構(gòu)底部?jī)蓪又虚g跨的鋼板剪力墻，按幾何相似系數(shù)為1/3進(jìn)行縮尺試件設(shè)計(jì)。為了利用墻板屈曲后的強(qiáng)度，對(duì)縮尺試件的墻板厚度進(jìn)行適當(dāng)減小，并考慮不同墻板加勁形式，得到了3榀兩層單跨栓焊連接鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)試件。通過(guò)水平低周往復(fù)加載試驗(yàn)，重點(diǎn)研究試件的破壞過(guò)程、破壞模式、承載力、變形性能、滯回性能、耗能能力以及剛度退化規(guī)律等；對(duì)比分析薄鋼板、十字加勁板和斜加勁板對(duì)試件整體抗震性能的影響。通過(guò)

3、對(duì)3個(gè)試件應(yīng)變測(cè)量結(jié)果的分析，計(jì)算了鋼框架和鋼板剪力墻各自承擔(dān)的水平荷載和傾覆力矩比例，梁端的軸力和彎矩，深入探討了鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)作為雙重抗側(cè)力體系的受力機(jī)理⑶利用有限元分析軟件 ABAQUS和 SAP2000，分別采用殼單元和等效斜拉桿模型，對(duì)3個(gè)試件進(jìn)行有限元建模和分析，研究結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程、破壞形態(tài)、承載力和變形性能等，分析不同加勁形式對(duì)試件拉力帶的形成、塑性鉸的形成的影響。通過(guò)對(duì)比模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了有限元建模和結(jié)果

4、的有效性，為結(jié)構(gòu)抗震性能的進(jìn)一步分析提供依據(jù)。⑷考慮墻板屈曲后的強(qiáng)度，提出了基于剪力墻板承載力的鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法和步驟。該方法利用美國(guó) AISC的相關(guān)公式計(jì)算鋼板墻的抗剪承載力，基于等效斜拉桿模型，建立結(jié)構(gòu)的有限元模型，并根據(jù)非線性靜力分析得到的結(jié)構(gòu)破壞過(guò)程和破壞形態(tài)，判斷鋼板剪力墻設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)算例分析，驗(yàn)證了所提方法的可行性和有效性。⑸基于增量動(dòng)力分析法，提出了計(jì)算鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)和位移