带支柱钢板剪力墙结构抗震性能分析

发布时间：2020-04-21 02:32

【摘要】：带支柱钢板剪力墙结构是一种在普通抗弯框架的基础上设置内嵌钢板和支柱的新型抗侧力体系。支柱可与框架梁铰接或刚接,内嵌钢板作为主要耗能构件,在地震中先于外框架进入屈服,有效保护主体结构安全。由于其构造特点,带支柱钢板墙适用于框架建筑的抗震加固。本文采用有限元模拟的分析方法,研究带支柱钢板剪力墙结构的抗震性能。首先建立6层支柱与框架梁刚接、铰接的钢板剪力墙模型,并变换了内嵌钢板和支柱的布置位置进行推覆分析,并与纯框架模型进行对比。探究设置内嵌钢板和支柱后对原有框架梁、框架柱的影响。采用PKPM软件对一个原来8层,现需加盖两层的钢框架结构进行了分析,结果显示最大层间位移角不满足规范要求。因此采用带支柱钢板剪力墙对其进行加固,并对加固后的结构进行8度地震分解反应谱分析,多遇地震、设防地震和罕遇地震下的时程分析,静力弹塑性分析,考察结构变形情况,基底剪力分布和破坏机理,并与原有框架结构进行对比,探究其加固效果。研究表明,带支柱的钢板剪力墙结构具有明显的屈服时序,首先是内嵌钢板屈服,然后是框架梁端屈服,最后是框架柱脚屈服。对比支柱与框架梁刚接,使用与框架梁铰接的支柱对原有结构的框架梁影响更小。并且考虑到震后修复或者更换内嵌钢板,使用构造更加简单的铰接支柱更适用于对框架结构的加固。时程分析结果表明,设置内嵌钢板和支柱能显著减小结构变形。小震作用下结构保持弹性,中震作用下,内嵌钢板进入屈服而外框架保持弹性,大震作用下,内嵌钢板和框架梁端及柱脚进入塑性,外框架发挥第二道抗震防线的作用,满足结构抗震设计的性能目标。
【图文】：

钢板剪力墙,支柱

带支柱钢板剪力墙结构抗震性能分析嵌钢板的特点。这种带支柱的钢板剪力墙结构体系便于门窗、洞口的设置，在对原有框架的加固中，这种结构体系更加方便，对于跨度较大的结构，，整垮使用钢板剪力墙进行加固并不经济，施工起来也不方便，这种添加支柱后可以使内嵌钢板更灵活的布置，如果支柱与梁铰接也并不会给框架梁带来较大的负担。

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在加固设计中，除了要对整个体系承载力和正常使用极限状态进行计算还要注意增设支撑内力重分配后，对原有结构构件的影响，需对结构和基础进，才去更合理的构造加固。钢板剪力墙结构的发展及研究现状1 钢板剪力墙的分类钢板剪力墙结构可根据板厚分为厚钢板、中厚钢板、薄钢板剪力墙[12]。其中厚力墙结构可以有效地避免内嵌钢板的屈曲先于屈服，具有良好的承载能力、理回耗能，是优秀的抗侧力结构，但是其耗钢量巨大，造价较贵，调整刚度也不致使其应用受到了极大的限制，现在已经很少被采用[13]。宽厚比大于或等于板墙被称为薄钢板墙，经过近 30 年研究发现，钢板屈曲后的强度是其屈曲荷倍，所以如何充分利用好钢板屈曲后的强度是近些年来的研究热点，薄钢板秀的经济性、抗震性能成为现在钢板剪力墙结构的发展方向。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.11

【参考文献】