双层斜开槽钢板剪力墙抗震性能分析

发布时间：2020-05-01 19:52

【摘要】：本文研究了双层斜开槽钢板剪力墙抗震受力性能,这种剪力墙包括周围框架及两片内填薄钢板,每片钢板开设与柱中心线呈45度角的系列斜槽并反向布置,两片钢板通过一层橡胶粘接。在往复水平荷载作用下,双层斜开槽钢板中总有一层钢板其斜向板带处于受拉状态,因此剪力墙系统表现出稳定的滞回性能,同时受拉板带为另一层钢板中受压板带提供面外支撑,显著提高了受压钢板的屈曲承载力,形成自防屈曲机制。本文通过有限元模拟、理论推导、提出简化模型相结合的方法研究了其抗震受力性能。首先建立了壳单元有限元模型,并通过已有试验验证了建模方法的可靠度,通过该有限元模型分析了双层斜开槽钢板剪力墙承载力、刚度、耗能性能、滞回曲线、内填板件对框架构件影响等,并与其他类型钢板剪力墙进行比较;对双层钢板剪力墙进行了参数分析,包括三个参数:高厚比、斜槽宽度和板带宽度;采用理论推导的方法提出了适用于双层斜开槽钢板剪力墙的简化计算公式,并通过有限元模拟进行了验证;最后提出了适用于双层斜开槽钢板剪力墙的等效支撑模型,并通过壳单元模型进行了对比验证分析。本文主要完成了以下工作:1.选用通用有限元软件ABAQUS对钢板剪力墙进行建模分析,通过与其他传统钢板剪力墙对比分析双层斜开槽钢板剪力墙各项受力性能,包括模型的建立与试验验证;内填钢板损伤研究;剪力墙钢板与框架屈服顺序研究;钢板对框架柱影响;滞回性能研究;不同剪力墙系统对比研究。2.选取三个参数进行参数分析,包括高厚比h/t、板带宽度b和斜槽宽度s,研究不同参数对双层斜开槽钢板剪力墙承载力的影响。3.根据双层钢板剪力墙承载机制,理论推导双层斜开槽钢板剪力墙承载力计算公式,并通过有限元模拟验证,基于此给出双层斜开槽钢板剪力墙设计建议。4.基于普通薄钢板剪力墙的等效拉杆模型,提出了适用于双层斜开槽钢板剪力墙的等效条带支撑模型,并使用经过验证的有限元壳单元模型对其进行验证,探究等效条带支撑模型的适用条件和精度范围。
【图文】：

剪力图,剪力,钢板剪力墙,边缘构件

山东大学硕士学位论文逡逑１．１．２分类逡逑日本钢铁大厦（ＮＩＰＰＯＮ邋ＳＴＥＥＬ邋ＢＵＩＬＤＩＮＧ），于１９７０年建成，首次采用了逡逑钢板剪力墙［６］。２０１０年建成的天津津塔是钢板剪力墙在我国高层建筑中的典型应逡逑用［７】［８］。钢板剪力墙（Ｓｔｅｅｌ邋Ｐｌａｔｅ邋Ｓｈｅａｒ邋Ｗａｌｌ，简称ＳＰＳＷ）由作为水平边缘构件逡逑（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａ丨Ｂｏｕｎｄａｒｙ邋Ｅｌｅｍｅｎｔ，简称ＨＢＥ）的梁、作为竖向边缘构件（Ｖｅｒｔｉｃａｌ逡逑Ｂｏｕｎｄａｒｙ邋Ｅｌｅｍｅｎｔ，简称ＶＢＥ）的柱和作为抗侧力构件或耗能构件的内嵌钢板共逡逑同组成，用于抵抗风荷载和地震荷载引起的结构层间剪力和弯矩。钢板剪力墙可逡逑以沿横向或竖向连续布置，形成钢板剪力墙结构体系。如图Ｍ，图１－２所示。逡逑钢板剪力墙可以与框架梁柱连接，或只与框架梁连接。钢板剪力墙边缘梁柱一般逡逑采用抗弯连接，，与内嵌钢板共同抵抗侧力，也可简单铰接。逡逑￣边缘——逡逑

钢板剪力墙,加劲肋

强化的厚钢板往往导致内嵌钢板屈服滞后于框架构件的屈服，发生框架屈服而厚逡逑钢板未屈服的状况。因此，厚钢板剪力墙的发展受限制。逡逑力口劲肋钢板剪力墙利用加劲肋提高钢板剪力墙承载力和刚度［ｎ］［ｕ］［ｎ］。图１－３逡逑为不同形式加劲肋钢板墙。实验证明，加劲肋可以有效提高钢板墙的面外刚度、逡逑改善滞回性能。虽然加劲肋的设置改善了厚钢板剪力墙的经济性问题，但钢板的逡逑屈服后强度仍未得到利用。而且加劲肋的焊接工作会带来额外的工作量，焊接会逡逑引起初始应力缺陷，加劲肋在往复受力中容易断裂失去支撑作用。逡逑ＢＩＢ邋Ｅｌ逡逑图１－３加劲肋钢板剪力墙逡逑５逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.2;TU352.11

【参考文献】