半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构低周往复荷载试验研究

发布时间：2019-11-08 20:03

【摘要】：通过对一榀几何比例为1∶3的两层单跨半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构在低周往复水平荷载作用下的试验研究,得到了循环荷载下结构的滞回曲线及各关键部位的受力变形情况。分析其承载能力、破坏形式、耗能能力、刚度退化、承载力退化、延性等指标。在此基础上,分析了无黏结十字加劲内嵌钢板与半刚性框架的相互作用。结果表明:该结构具有良好的延性和耗能能力,安全储备高;半刚性框架与内嵌钢板协同工作良好;无黏结加劲构件的设计避免了焊缝的应力集中,降低了钢板墙在加工过程中对工艺的要求;加劲构件的设置改善了钢板墙的受力模式,提高了钢板墙体系的承载力及刚度,减轻了滞回曲线的"捏缩"现象。研究结果可为半刚性框架-无黏结十字加劲钢板剪力墙结构进一步的工程应用和理论研究提供参考。
【图文】：

下的拟静力试验。该试件由两部分组成:无黏结十字加劲的内嵌薄钢板和外部半刚性钢框架。其中，无黏结十字加劲构件采用［5槽钢，在槽钢腹板开长圆孔并用高强螺栓与钢板连接，槽钢两端连接端板开长圆孔，通过高强螺栓与框架柱连接，以保证结构变形时，加劲构件与内嵌钢板在面内有一定的相互错动，仅对内嵌钢板起到面外变形的约束作用，而不参与结构抗侧;钢板墙与框架通过鱼尾板焊接连接，角焊缝按GB50017—2003《钢结构设计规范》［6］的要求施工。试件几何相似比为1∶3，各构件设计参数及试件的几何尺寸分别见表1及图1;顶梁与柱采用一端外伸端板半刚性连接，中梁和底梁分别与柱采用平齐端板半刚性连接，见图2。表1试件设计参数Table1Specimendesignparameters构件名称设计截面规格顶梁:HN300×150×6.5×9;钢框架中梁和底梁:HN200×100×5.5×8柱:HW175×175×7.5×11内嵌钢板一、二层:－1115×1050×3.5底部半层:－1115×302×5半刚性节点端板顶梁外伸端板尺寸为:－405×154×20，与柱采用8个M20摩擦型高强螺栓连接;中梁和底梁端板尺寸为:－250×145.5×12，与柱采用4个M16摩擦型高强螺栓连接加劲构件［5槽钢图1试件几何尺寸及构造Fig．1Specimendetails1.2试件材性试件的所有钢材均采用Q235B;螺栓均采用10.9级摩擦型高强螺栓，材质为2MnTiB。钢框架及钢板墙的基本材料性能见表2。表2材料性能Table2Materialproperties试样取材位置屈服强度fy/MPa抗拉强度fu/MPa伸长率δ/%弹性模量E/MPa柱翼缘285.03455.35432.04×105顶梁腹板323.23465.30442.04×105中梁腹板331.80470.35422.05×105顶梁端板262.50462.50532.05×105中梁端板276.30399.90502.00×105内嵌钢?

室地槽内，以抵抗试件受到的倾覆力矩，试验中可近似作为嵌固端处理。设置3道侧向支撑，，用以限制框架柱的平面外变形。图2试验加载装置示意Fig．2Testsetup1.4加载制度依据JGJ101—1996《建筑抗震试验方法规程》［7］的规定，拟静力试验的加载程序采用荷载与位移双控制的方法。在试件屈服(以荷载-位移曲线出现明显转折作为屈服标志)前，采用荷载控制加载;接近屈服前宜减小荷载级差;试件屈服后则由位移控制加载，以试件屈服时最大位移值的整倍数为加载级差对试验加载进行控制。往复荷载施加次数由试验目的确定，屈服前每级荷载循环1次，屈服后每级荷载循环3次。水平加载点角位移达到H/50(H为试件顶梁中心线至压梁上翼缘的高度)以上时停止加载，具体加载方案见表3。表3试验加载方案Table3Testloadingprogram加载级别荷载F/kN循环次数控制方式加载级别荷载F/kN循环次数控制方式1751力91.5Δy3位移21001力102.0Δy3位移32001力112.5Δy3位移43001力123.0Δy3位移54001力133.5Δy3位移64501力144.0Δy3位移75001力154.5Δy1位移85503力/位移注:第8级荷载先以力控制进行加载，确定屈服位移Δy后，再以位移控制加载。1.5测量方案试验数据采集系统由传感器、数据采集仪和计算机三部分组成。试验过程中，重点测量了钢板墙、框架柱及框架梁在各级荷载作用下的应变及变形，用于确定模型结构在往复荷载作用下的受力过程和破坏形态。位移计布置方案如图3a所示;应变片布置方案如图3b所示。为研究框架梁柱节点处的相对转角，在每个梁柱节点处设置1个斜向位移计，测点布置如图3c所示。在框架柱和框架梁的关键位置分别设置应变片和应变花来记录应变从而分析?

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 侯蕾;孙彤;郝际平;董子建;;十字加劲肋钢板剪力墙低周反复荷载的试验[J];钢结构;2006年02期

2 虎奇;郝际平;郭宏超;周琦;李岩;;四角钢连接框架-十字加劲钢板墙结构抗震性能试验研究[J];工业建筑;2011年05期

3 李峰;吴冠男;郭宏超;李慎;马乾龙;;十字加劲钢板剪力墙的变参分析[J];钢结构;2012年09期

4 郝际平;郭宏超;解崎;虎奇;周琦;;半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究[J];建筑结构学报;2011年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 聂建国;黄远;田淑明;樊建生;;高层钢板剪力墙结构底部加强层抗震性能分析[J];地震工程与工程振动;2008年06期

2 郝际平;曹春华;王迎春;李峰;;开洞薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究[J];地震工程与工程振动;2009年02期

3 黄育琪;郝际平;崔阳阳;白睿;;低屈服点钢板剪力墙抗震性能研究[J];钢结构;2012年10期

4 王潭潭;李生辉;;加劲钢板剪力墙抗剪性能分析[J];低温建筑技术;2013年01期

5 郭宏超;郝际平;潘秀珍;刘强;;抗弯框架-钢板剪力墙结构体系抗震性能研究[J];地震工程与工程振动;2013年03期

6 宁子健;郝际平;于金光;钟炜辉;白睿;;无粘结十字加劲钢板剪力墙结构抗剪性能分析[J];钢结构;2013年07期

7 郭宏超;郝际平;潘秀珍;刘建毅;;基于节点连接特性的钢板剪力墙结构数值分析[J];工程力学;2013年08期

8 邵建华;顾强;申永康;;三层钢板剪力墙结构静力推覆试验研究[J];工程力学;2013年08期

9 童根树;陶文登;;竖向槽钢加劲钢板剪力墙剪切屈曲[J];工程力学;2013年09期

10 刘春;郝际平;黄育琪;钟炜辉;于金光;;半刚性框架-大高宽比钢板剪力墙抗震性能研究[J];钢结构;2014年02期

相关博士学位论文 前8条

1 李然;钢板剪力墙与组合剪力墙滞回性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 曹春华;斜加劲钢板剪力墙性能研究[D];西安建筑科技大学;2008年

3 徐国林;巨型钢框架结构非线性地震反应分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2009年

4 马欣伯;两边连接钢板剪力墙及组合剪力墙抗震性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

5 王迎春;薄钢板剪力墙在压弯剪作用下承载力的试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年

6 郭宏超;半刚性框架—钢板剪力墙结构抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年

7 王振山;单层单跨变截面门式刚架结构梁柱节点与结构整体抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2013年

8 吴函恒;钢框架—预制混凝土抗侧力墙装配式结构体系受力性能研究[D];长安大学;2014年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 郭彦林;陈国栋;缪友武;;加劲钢板剪力墙弹性抗剪屈曲性能研究[J];工程力学;2006年02期

2 郭彦林,董全利;钢板剪力墙的发展与研究现状[J];钢结构;2005年01期

3 邵建华;顾强;申永康;;钢板剪力墙的弹-塑性抗剪承载力分析[J];河海大学学报(自然科学版);2006年05期

4 邵建华;顾强;申永康;;钢板剪力墙抗震性能的有限元分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年01期

5 曹春华;郝际平;杨丽;王迎春;李峰;;钢板剪力墙弹塑性分析[J];建筑结构;2007年10期

6 陈国栋,郭彦林;十字加劲钢板剪力墙的抗剪极限承载力[J];建筑结构学报;2004年01期

7 陈国栋,郭彦林,范珍,韩艳;钢板剪力墙低周反复荷载试验研究[J];建筑结构学报;2004年02期

8 崔鸿超;日本兵库县南部地震震害综述[J];建筑结构学报;1996年01期

9 王迎春;郝际平;李峰;孙彤;;钢板剪力墙力学性能研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2007年02期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭彦林,董全利;钢板剪力墙的发展与研究现状[J];钢结构;2005年01期

2 曹志亮;;带缝钢板剪力墙弹性稳定性分析[J];钢结构;2007年03期

3 余安东;赵嘉康;姜霭如;兰银娟;;延性折板式钢板剪力墙[J];钢结构;2007年08期

4 王恒;余安东;郝际平;;带缝钢板剪力墙性能研究[J];钢结构;2007年08期

5 M.M. Alinia ;M. Dastfan;;框架中薄钢板剪力墙的性能[J];钢结构;2008年02期

6 邵建华;顾强;申永康;;多层多跨钢板剪力墙水平极限承载力分析[J];重庆建筑大学学报;2008年02期

7 贺有丰;崔利富;袁朝庆;;带缝钢板剪力墙受力性能分析[J];钢结构;2009年02期

8 Cem Topkaya;Mehmet Atasoy;;钢板剪力墙系统的侧向刚度研究[J];钢结构;2009年08期

9 蒋路;陈以一;汪文辉;蔡玉春;;足尺带缝钢板剪力墙低周往复加载试验研究Ⅰ[J];建筑结构学报;2009年05期

10 蒋路;陈以一;卞宗舒;;足尺带缝钢板剪力墙低周往复加载试验研究Ⅱ[J];建筑结构学报;2009年05期

相关会议论文 前10条

1 段清星;邹自明;曾清华;何欢欢;赵伟;;钢板剪力墙研究现状和工程应用[A];钢结构工程研究（九）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2012)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2012年

2 朱俊;陆道渊;黄良;徐麟;;天津津塔结构钢板剪力墙力学性能分析[A];建筑结构（2009·增刊）——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年

3 王伟栋;蒋路;;带缝钢板剪力墙强度与稳定相关关系及调节措施研究[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年

4 孙飞飞;王文涛;刘桂然;;开缝钢板剪力墙的理论分析与数值模拟[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年

5 高辉;孙飞飞;李国强;;组合钢板剪力墙简化计算模型[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年

6 孙飞飞;刘桂然;王文涛;;钢框架钢板剪力墙结构的非线性静力分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年

7 孙学水;赵伟;高长喜;尹卫泽;张卫东;关超;;横向加劲钢板剪力墙试验和有限元研究[A];第四届全国钢结构工程技术交流会论文集[C];2012年

8 何欢欢;赵剑丽;赵伟;;稀疏竖向加劲钢板剪力墙试验研究[A];钢结构工程研究（九）——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2012)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2012年

9 蔡克挀;朱

本文编号：2558017