分块盖板防屈曲钢板剪力墙性能研究

发布时间：2020-08-03 06:24

【摘要】：钢板剪力墙是高烈度区性能优异的抗侧力构件,近年来在超高层建筑中的应用日益增多。但是,传统的钢板墙存在初始变形不易控制、受力时响声较大、防火与隔音性能不理想、屈曲承载力偏低等问题。防屈曲钢板剪力墙是由内侧薄钢板与两侧预制混凝土板形成的组合构件,通过预制混凝土板限制钢板的屈曲变形,在往复荷载作用下滞回曲线饱满,耗能能力提高,钢材用量减少。国内外学者在薄钢板墙和带肋钢板墙等常用钢板墙形式的受力性能、抗震性能研究与设计方法方面取得了一定成果,但对防屈曲钢板剪力墙抗震性能的研究很少。此外,防屈曲钢板墙也存在混凝土盖板自重大、安装困难等缺点,迄今在工程中罕有应用。本文提出了一种防屈曲剪力墙的新形式——竖向分块盖板防屈曲钢板剪力墙,使单个盖板重量大大减轻,便于施工安装,标准化程度高。本文采用ABAQUS有限元软件,对新型防屈曲钢板墙的抗震性能进行了较为全面的研究,诣在为其在实际工程中的应用提供理论依据。本文首先建立以高宽比、高厚比和盖板数量为变量的多个有限元模型,采用刚性边框假定,可以在大大减小单元数量的同时,有效避免边框梁柱刚度对计算结果的影响。对比分析内嵌钢板、混凝土盖板和整个墙板的承载力与滞回性能,得到主要结论为:防屈曲钢板剪力墙的屈曲承载力远大于其屈服承载力;防屈曲钢板剪力墙内嵌钢板的面外变形远小于非约束钢板剪力墙,极限变形能力也明显优于后者,其拉力带分布较为均匀、细密;随着盖板数量增多,防屈曲钢板剪力墙的屈曲承载力与屈服承载力稍有降低,但对滞回曲线等性能影响很小。结合天津市团泊血液病研究中心一号楼工程项目,进行了钢框架-钢板剪力墙结构计算分析,完成了分块盖板防屈曲钢板剪力墙设计,提出了新型内凹式对拉螺栓构造。地震时程分析结果表明,分块盖板防屈曲钢板剪力墙可以满足在罕遇地震作用下的抗震性能要求。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU973.16
【图文】：

ＣＡＮ／ＣＳＡ邋Ｓ１６－０１［１］）与美国规范（Ｓｅｉｓｍｉｃ邋Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ邋ｆｏＡＩＳＣ－２００５［２１）均增加了相关条款。逡逑究学者在钢板剪力墙体系方面的研宄成果不断积累，建设部也于２０１５年１１月９日发布了《钢板剪力墙该行业标准的内容涵盖了多种钢板剪力墙的计算理论、要求等规范条文，并于２０１６年６月１日起正式实施。逡逑绍钢板剪力墙体系的构成、分类、设计要求和工程应力墙体系逡逑力墙体系的构成逡逑的主要作用是提供结构的侧向刚度、抗剪强度和抗震边框架和内嵌钢板组合而成的抗侧力体系，如图１－１所示意图。逡逑逦逦邋Ｌｅｖｅｌ逦４逡逑

逦北京交通大学硕士学位论文逦逡逑：000：逡逑；１邋Ｉ邋；逦ｉ邋0邋0邋ｉ逡逑Ｍｌ；逦：0邋ｏｏｉ逡逑水平哪…二山？七逦：：：：：：：：：：；：：；：：．；＇逡逑＝￣逦１邋ｎ邋Ｉ逦：邋０邋0邋0邋！逡逑！逦！邋！逦；邋Ｏ邋Ｏ邋：逡逑；邋ｒ；逦：0邋0邋0：逡逑？Ｉ邋ＩＩ邋Ｉ邋Ｉ逦ｊ逡逑Ｍ？ｔｔ＝＝逦：邋ＩＩ邋Ｉｊ邋Ｉ邋：逦ｓｆｉ２＾ｖ邋：0邋ｏ邋0：邋ａｎ逡逑Ｘ邋’逦ＮＬ邋ＩＳ邋１邋ｉ逦＞邋ｏ邋ｏ逡逑＾逦：邋ｊ邋ｊ邋；逦：ｏ邋ｏ邋ｏｆ逡逑Ｍｉｌ邋１＇Ｔ１逦Ｔｏ邋＇＇0＊＂0！逡逑？邋：逦｜邋：邋１逦ｉ邋0邋0邋：逡逑｜｜逦｜｜逦；邋ｊ邋［邋ｊ邋ｊ邋；邋ｉ逦：邋［ＨＰ」逡逑ａ）非加劲钢板剪力墙逦ｂ）带加劲肋钢板剪力墙逦ｃ）开圆洞钢板剪力墙逡逑：逡逑

系的研究也渐成规模。它着眼于钢板屈曲后强度的利用，可以在节约大量钢材的逡逑基础上，实现良好的延性和耗能能力。防屈曲钢板剪力墙的构造是在内嵌钢板两逡逑侧放置混凝土预制板，并通过对拉螺栓将三者连接在一起。其详细构造见图１－４。逡逑其中，混凝土盖板不但可以起到约束内嵌钢板弹性屈曲的作用，保证钢板达到剪逡逑切屈服强度，提高材料的利用率；还可以起到防火、隔声等附加作用。逡逑型荆框逦内嵌锕板逡逑图１－４防屈曲钢板剪力墙示意图逡逑Ｆｉｇ．ｌ－４．Ｔｈｅ邋ｓｋｅｔｃｈ邋ｏｆ邋ｂｕｃｋｌｉｎｇ－ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ邋ｓｔｅｅｌ邋ｐｌａｔｅ邋ｓｈｅａｒ邋ｗａｌｌ逡逑目前，防屈曲钢板剪力墙理论研究尚不成熟，实际工程应用更是史无前例，逡逑其受力性能、生产装配、施工方法等方面都没有科学的理论依据和完善的设计体逡逑系。为了更好地推广这一实用新型抗侧力构件，提升其实际工程应用价值，本文逡逑确立了防屈曲钢板剪力墙的研宄课题，对防屈曲钢板墙的各项性能展开重点研宄，逡逑尤其是其滞回耗能性能和钢板厚度等参数之间的关系。同时，为了改善其混凝土逡逑盖板重量大，安装难度大、构造复杂等问题，本文创新性地提出了分块盖板防屈逡逑曲钢板剪力墙的改良形式

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本文编号：2779240