鋼板剪力墻抗震性能的試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、鋼板剪力墻以其優(yōu)越的耗能性及良好的延性，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究，特別適用于抗震要求較高的高層及超高層結(jié)構(gòu)中。
　　 本文通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法對(duì)薄板、十字加勁、開(kāi)縫開(kāi)洞及開(kāi)洞四種類(lèi)型鋼板剪力墻進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。揭示不同類(lèi)型的鋼板剪力墻在低周往復(fù)荷載下的滯回性能和各參數(shù)對(duì)其承載力的影響，進(jìn)而尋求鋼板剪力墻的簡(jiǎn)化計(jì)算模型，為鋼板剪力墻的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供參考。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　 1)對(duì)四種類(lèi)型的鋼板剪力墻

2、(SPSW)進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究.得到滯回曲線和骨架曲線，分析了鋼板剪力墻的側(cè)向剛度、承載力、延性系數(shù)、耗能性能、承載力退化、峰值剛度退化和變形特性等指標(biāo)。結(jié)果表明：薄鋼板剪力墻有較高的側(cè)向剛度、承載能力和良好的延性性能，但是其滯回曲線有明顯的捏縮效應(yīng)；加勁肋對(duì)薄制板面外變形有較強(qiáng)的約束，對(duì)鋼板剪力墻的抗側(cè)剛度和承載力有顯著提高；開(kāi)縫鋼板剪力墻耗能性能良好，但抗側(cè)剛度和承載力較弱；開(kāi)洞鋼板剪力墻性能介于開(kāi)縫鋼板剪力墻和薄板鋼板剪力墻之間

3、。四種鋼板剪力墻中，十字加勁鋼板剪力墻抗側(cè)剛度最大，承載力最高，而開(kāi)縫鋼板剪力墻耗能性能最好。對(duì)比了四種銅板剪力墻其性能的差異及設(shè)計(jì)要求，為實(shí)際工程應(yīng)用提供依據(jù)。
　　 2)通過(guò)大型有限元ANSYS軟件模擬了四種類(lèi)型鋼板剪力墻的循環(huán)擬靜力試驗(yàn)，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。分析了滯回曲線、骨架曲線、內(nèi)填板應(yīng)力及變形等指標(biāo)。
　　 有限元求解結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，為后續(xù)拓展分析提供了依據(jù)。有限元模擬為理想約束狀態(tài)，且不考慮材料缺陷和

4、殘余應(yīng)力，所得抗側(cè)剛度較大。應(yīng)力云圖顯示，最大應(yīng)力首先出現(xiàn)在內(nèi)填板上，隨著應(yīng)力發(fā)展變化，最大應(yīng)力轉(zhuǎn)移到了柱腳和粱柱節(jié)點(diǎn)以下部位。最終破壞時(shí)，該處應(yīng)力過(guò)大，發(fā)生局部屈曲。加載后期，由于十字加勁肋屈服甚至斷裂，其對(duì)內(nèi)填板的面外變形約束作用微弱。
　　 3)研究了板高厚比、高寬比、柱剛度、軸壓比、肋板剛度比、框架梁柱連接方式等參數(shù)對(duì)鋼板剪力墻承載力的影響，分析了各參數(shù)下剪力墻的極限承載力，得到了荷裁-位移曲線、應(yīng)力云圖和板面外變形圖。

5、研究表明：柱軸壓比越大，鋼板剪力墻的極限承載力越低，但是對(duì)鋼板剪力墻的初始彈性剛度影響不大；肋板剛度比高于一定值時(shí).內(nèi)填板的拉力帶可以充分發(fā)育.以其承載力的影響不再明顯;縫間板條的高寬比越大，鋼板剪力墻承載能力和抗側(cè)移剛度越低。
　　 4)在單拉桿計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了薄鋼板剪力墻雙向拉桿及等效為人字支撐的計(jì)算分析。結(jié)果表明：等效為雙向拉桿模型的承載能力和初始彈性剛度較低，但是其整體性能曲線和發(fā)展趨勢(shì)與試驗(yàn)及ANSYS殼元模擬