模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙抗震性能研究

发布时间：2020-11-09 13:12

　　 防屈曲钢板剪力墙具有较高的抗侧刚度和良好的耗能能力,是一种可有效为高层建筑提供抗侧能力的结构构件。本文提出了一种新型模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙,随后在低周往复荷载作用下对四种不同形式的防屈曲钢板剪力墙进行了力学性能试验研究,基于ABAQUS有限元软件建立相应的数值计算模型,通过仿真与试验的结果对比分析验证了数值模型正确性,并进一步针对长宽比、高厚比、螺栓布置方式、螺栓间距、混凝土板与连接件间距、连接件厚度、钢板分块数量及混凝土板厚度,对模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙进行了参数影响研究。本文主要研究工作与取得的结论如下:1.提出了新型模块装配式两边连接钢板防屈曲钢板剪力墙。该剪力墙是由内藏钢板,内藏钢板钢板连接件及两侧外挂混凝土板组合而成的一种抗侧力构件,具有承载能力高、耗能机理清晰、现场拼装简单、绿色环保等特点,在地震和强风等外荷载激励下,外挂混凝土板及内藏钢板连接件能有效约束内藏钢板面外屈曲,进而提高模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙的抗震性能。2.设计制作了 4种1:3缩尺比的单层单跨两边连接防屈曲钢板剪力墙(传统两边连接防屈曲钢板剪力墙、横向分块模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙、竖向分块模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙及组合分块模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙),在低周往复荷载作用下对其进行了性能试验研究。试验结果表明:所设计模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙具有良好的承载性能和耗能能力,两侧外挂的预制混凝土板及内藏钢板连接件有效约束了内藏钢板的面外屈曲变形,使内藏钢板以面内抗剪的方式承担水平荷载;试验中考虑不足处是,所设计模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙内藏钢板连接件角部易翘起,影响试件受力性能。3.基于ABAQUS有限元软件建立模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙与普通两边连接防屈曲钢板剪力墙数值模型,将数值仿真结果与试验结果进行对比,验证所建立有限元模型的正确性。分析结果表明,所建数值仿真有限元模型滞回曲线与试验实测滞回曲线吻合度较好,各个试件承载力模拟值与试验值较为接近,最大误差仅8.9%,且数值仿真分析得到的各个试件内藏钢板应力分布与试验试件变形形态及破坏特征较为一致,验证了数值模型的正确性。4.所设计试件的破坏形态均为内藏钢板的撕裂,钢板初始裂缝均在试件角部翘起处产生,其中:传统两边连接防屈曲钢板剪力墙在加载初期内藏钢板就出现面外变形,加载后期混凝土板参与抗侧,加载至21mm(位移角θ=21/1200)时内藏钢板突然撕裂:模块装配式两边连接横向分块防屈曲钢板剪力墙加载至25mm(#25/1200)时刻内藏钢板出现裂缝,加载至35mm(θ=35/1200)时刻试件破坏;模块装配式两边连接竖向分块防屈曲钢板剪力墙由于焊缝质量较好,加载至50mm(θ=50/1200)时刻内藏钢板破坏,加载至55mm(θ=55/1200)时刻试件破话,内藏钢板出现波浪状交叉条纹;模块装配式两边连接组合分块防屈曲钢板剪力墙加载至35mm(θ=35/1200)时刻内藏钢板破坏,加载至45mm(θ=45/1200)时刻试件破坏,内藏钢板出现波浪状交叉条纹。5.对模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙进行了不同跨高比、高厚比、螺栓布置方式、螺栓间距、混凝土板与连接件间距、连接件厚度、分块数量、混凝土板厚度的参数分析。分析结果表明:模块装配式两边连接防屈曲钢板剪力墙耗能能力及极限承载能力随着试件跨高比和高厚比的增大而增强;螺栓使用交错布置方式可以提高试件的承载能力,但会对混凝土板造成更大的负担;随着连接件厚度的增加及外挂混凝土板间距的减小试件的耗能能力、极限承载力等依次增强;随着外挂混凝土板厚度的增加试件的承载能力及耗能能力略微提升,随着试件钢板分块数量的增加,试件耗能及承载能力先增大后减小,剪力墙内藏钢板分块数量为2时,试件拥有最佳的受力性能。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU398.2;TU352.11
【部分图文】：

图I-1预制叠合剪力墙

图I-2PUPPCW结构示意

图１－３无粘结后张拉预应力连梁??４??
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本文编号：2876483