開圓洞的鋼板剪力墻耗能性能和承載能力研究.pdf

1、鋼板剪力墻利用其內(nèi)嵌薄鋼板屈曲后形成的拉力帶抵抗層間剪力，沿著拉力場方向屈服來耗散地震能量。但薄鋼板屈曲后的平面外變形可能會相對較大，甚至會大于其平面內(nèi)側(cè)移。開圓洞鋼板剪力墻是通過在內(nèi)嵌鋼板上有規(guī)律地交錯開圓孔來減弱拉力帶作用并減小鋼板屈曲時產(chǎn)生的面外變形，從而增強鋼板的變形能力，它是鋼板剪力墻的一種改進形式，在地震作用下作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件和耗能器，能夠先于主體結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性破壞，通過塑性變形來耗散地震輸入的能量。傳統(tǒng)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的拉

2、力帶作用十分強，為了避免內(nèi)嵌薄鋼板拉力場對柱子的不利影響，出現(xiàn)了內(nèi)嵌鋼板不與柱連接的鋼板剪力墻。
　　本文在總結(jié)國內(nèi)外開圓洞鋼板剪力墻研究的基礎(chǔ)上，對開圓洞鋼板剪力墻進行改進，提出了一種新型的側(cè)邊帶有豎向加勁但不與柱連接的開圓洞鋼板剪力墻。對新型開圓洞鋼板剪力墻的初始彈性剛度和極限承載力進行理論分析，并應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件進行模擬。通過研究鋼板剪力墻是否開洞對其承載力和耗能性能的影響，并改變鋼板的高度比、開洞率、加勁肋的

3、厚度、圓洞的個數(shù)、排數(shù)和布置方式，研究其對開圓洞鋼板剪力墻性能的影響，得出了以下結(jié)論:
　　(1)通過分析圓洞的受力機理，假設(shè)了鋼板出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)域并推導(dǎo)了新型開圓洞鋼板剪力墻的彈性初始剛度和極限承載力理論計算公式，并與有限元數(shù)值模擬進行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其理論與有限元結(jié)果良好符合。
　　(2)新型開圓洞鋼板剪力墻的承載力和初始彈性剛度略有降低，但明顯改善了未開洞鋼板剪力墻承載力劣化的現(xiàn)象，并且鋼板剪力墻開圓洞后其屈服應(yīng)力分布范

4、圍比未開洞鋼板剪力墻的更廣。
　　(3)鋼板的厚度越大，高厚比越小，鋼板的極限承載力和剛度越大，但其耗能效率降低，綜合考慮，厚度取6～8mm，對應(yīng)的高厚比為300～500。鋼板開洞率越大，鋼板的極限承載力越低，其耗能能力也越小，開洞率應(yīng)取10％～20％。圓洞的布置方式會影響其屈服應(yīng)力分布情況和鋼板的面外變形，鋼板應(yīng)沿對角線方向規(guī)則開圓洞。鋼板的跨高比越大，鋼板的極限承載力和初始剛度越大，但耗能能力不變，耗能效率會降低，綜合考慮，跨