用于自复位结构体系的单个蝴蝶形钢板剪力墙的试验研究
发布时间：2021-01-27 07:42
多个蝴蝶形的钢板剪力墙改变了矩形钢板的延性和耗能能力,使其性能更加优秀。在此基础上,本课题组设计了单个蝴蝶形加劲钢板剪力墙,该钢板具有节约钢材、便于洞口开设和减轻对柱约束的优点。结合前人研究的成果,进行了内嵌单个蝴蝶形加劲钢板剪力墙的自复位结构体系和单个蝴蝶形钢板的试验。两个试验的钢板剪力墙都是相同的,分析了试验钢板和内嵌单个蝴蝶形钢板剪力墙的自复位结构体系的骨架曲线、刚度退化和承载力退化等性能。对试件进行有限元建模,证明Ansys建模的可行性。改进试验框架,改变钢板厚度和高宽比参数,研究自复位结构体系的性能,得到以下结论:1)内嵌单个蝴蝶形加劲钢板剪力墙的自复位框架试验结果需要进一步调整,本文给出了基本的加固措施;2)改进后的框架复位效果非常理想,加载后的自复位结构还保持弹性状态,能够继续使用,钢板发生了很大的变形,不能够继续使用,但是仅需要更换钢板就可以继续使用;3)单个蝴蝶形加劲钢板剪力墙的耗能能力优秀,但是钢板抗剪能力较差,在小位移的情况,钢板就发生了撕裂,撕裂位置在与梁连接的位置。如果对连接的位置进行局部加强,钢板的性能将有进一步的提升;4)保持钢板的腰宽比为0.4,随着钢板...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的钢框架梁柱节点
图 1.1 传统的钢框架梁柱节点 图 1.2 加角钢的自复位节点在结构受到地震作用后，传统的弹塑性体系(图 1.3(a))滞回曲线较为饱满，结构的耗能较多。结构如果没有设置一定的耗能元件或构件，在遇到较大的地震下，就不可避免的会产生较大的塑性变形，残余变形较大。自复位结构体系(图 1.3(b))在弹性变形范围内通过耗能元件耗能，当作用结束后，结构的残余位移几乎很小，能够满足建筑继续使用的要求，降低了维修成本。荷载位移荷载位移图 1.3(a) 传统结构滞回曲线 图 1.3(b) 理想自复位结构滞回曲线
验考察角钢的尺寸和螺栓的间距如何影响节点的刚度、强度、耗能能力和抵抗低周疲劳的能力。试验结果证明角钢在屈服发生之后仍然能表现出相当大的强度屈服后的强度大致是线性的。如果螺栓的间距越小，那么节点就能够耗散更多的能量，但是节点的疲劳寿命就会变短。另外，还给出了与试验较为吻合的数学计算模型，通过数学模型和试验给出了角钢产生塑性铰的具体位置。2008 年，Kim 等[8]做了 8 组梁柱节点研究试验。影响因素分别是只加节点预应力钢筋(图 1.4(a))、只加摩擦型阻尼器(图 1.4(b))和同时在节点设置阻尼器和预应力钢筋(图 1.4(c))，观察节点处不同的节点构造产生的结构影响。试验结果证明，在规定的自复位荷载范围内，主体结构大致完好，并且耗能能力很好。而超过荷载范围外，只要设置合理的构造措施，结构延性还是保持的相当好的。2009 年，Wolski[9]把自复位节点的下部角钢换成了预应力摩擦型阻尼器。做了7 组缩尺模型试验，研究改变预紧力的大小、加载过程以及焊接细节等参数来观察节点的耗能性能。试验表明，只要试验参数设置合理，节点的耗能性能就能够得到保证。同时还发现，预应力束自复位效果非常显著，使用摩擦型阻尼器耗能具有很好的稳定性和重复性，并且更容易和楼板进行拼装。
【参考文献】：
期刊论文
[1]可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究[J]. 张爱林,张艳霞,赵微,费晨超. 振动与冲击. 2016(05)
[2]自复位钢框架结构抗震性能动力时程分析[J]. 张艳霞,叶吉健,杨凡,陈媛媛. 土木工程学报. 2015(07)
[3]震后可恢复功能的钢框架预应力梁柱节点性能研究[J]. 张艳霞,张爱林,孙文龙. 工业建筑. 2014(11)
[4]自复位平面钢框架推覆分析[J]. 张艳霞,叶吉健,赵微,李瑞,刘学春. 地震研究. 2014(03)
[5]钢绞线预应力的改变对自复位钢框架性能影响[J]. 蒋成良,李启才. 苏州科技学院学报(工程技术版). 2013(03)
[6]两边连接开缝钢板剪力墙的试验研究[J]. 郭兰慧,马欣伯,张素梅. 工程力学. 2012(03)
[7]自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析[J]. 潘振华,潘鹏,叶列平,邱法维. 建筑结构学报. 2011(03)
[8]非加劲与防屈曲钢板剪力墙性能及设计理论的研究现状[J]. 郭彦林,周明. 建筑结构学报. 2011(01)
[9]具有自复位能力的钢结构体系研究[J]. 潘振华,潘鹏,邱法维,叶列平,钱稼茹. 土木工程学报. 2010(S1)
[10]两边连接钢板剪力墙试验与理论分析[J]. 马欣伯,张素梅,郭兰慧. 天津大学学报. 2010(08)
硕士论文
[1]带边缘加劲的单个蝴蝶形钢板剪力墙的耗能性能研究[D]. 朱敏杰.苏州科技大学 2017
[2]用于自复位结构体系的新型钢板剪力墙研究[D]. 李乾.苏州科技大学 2017
本文编号：3002705
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的钢框架梁柱节点
图 1.1 传统的钢框架梁柱节点 图 1.2 加角钢的自复位节点在结构受到地震作用后，传统的弹塑性体系(图 1.3(a))滞回曲线较为饱满，结构的耗能较多。结构如果没有设置一定的耗能元件或构件，在遇到较大的地震下，就不可避免的会产生较大的塑性变形，残余变形较大。自复位结构体系(图 1.3(b))在弹性变形范围内通过耗能元件耗能，当作用结束后，结构的残余位移几乎很小，能够满足建筑继续使用的要求，降低了维修成本。荷载位移荷载位移图 1.3(a) 传统结构滞回曲线 图 1.3(b) 理想自复位结构滞回曲线
验考察角钢的尺寸和螺栓的间距如何影响节点的刚度、强度、耗能能力和抵抗低周疲劳的能力。试验结果证明角钢在屈服发生之后仍然能表现出相当大的强度屈服后的强度大致是线性的。如果螺栓的间距越小，那么节点就能够耗散更多的能量，但是节点的疲劳寿命就会变短。另外，还给出了与试验较为吻合的数学计算模型，通过数学模型和试验给出了角钢产生塑性铰的具体位置。2008 年，Kim 等[8]做了 8 组梁柱节点研究试验。影响因素分别是只加节点预应力钢筋(图 1.4(a))、只加摩擦型阻尼器(图 1.4(b))和同时在节点设置阻尼器和预应力钢筋(图 1.4(c))，观察节点处不同的节点构造产生的结构影响。试验结果证明，在规定的自复位荷载范围内，主体结构大致完好，并且耗能能力很好。而超过荷载范围外，只要设置合理的构造措施，结构延性还是保持的相当好的。2009 年，Wolski[9]把自复位节点的下部角钢换成了预应力摩擦型阻尼器。做了7 组缩尺模型试验，研究改变预紧力的大小、加载过程以及焊接细节等参数来观察节点的耗能性能。试验表明，只要试验参数设置合理，节点的耗能性能就能够得到保证。同时还发现，预应力束自复位效果非常显著，使用摩擦型阻尼器耗能具有很好的稳定性和重复性，并且更容易和楼板进行拼装。
【参考文献】：
期刊论文
[1]可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究[J]. 张爱林,张艳霞,赵微,费晨超. 振动与冲击. 2016(05)
[2]自复位钢框架结构抗震性能动力时程分析[J]. 张艳霞,叶吉健,杨凡,陈媛媛. 土木工程学报. 2015(07)
[3]震后可恢复功能的钢框架预应力梁柱节点性能研究[J]. 张艳霞,张爱林,孙文龙. 工业建筑. 2014(11)
[4]自复位平面钢框架推覆分析[J]. 张艳霞,叶吉健,赵微,李瑞,刘学春. 地震研究. 2014(03)
[5]钢绞线预应力的改变对自复位钢框架性能影响[J]. 蒋成良,李启才. 苏州科技学院学报(工程技术版). 2013(03)
[6]两边连接开缝钢板剪力墙的试验研究[J]. 郭兰慧,马欣伯,张素梅. 工程力学. 2012(03)
[7]自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析[J]. 潘振华,潘鹏,叶列平,邱法维. 建筑结构学报. 2011(03)
[8]非加劲与防屈曲钢板剪力墙性能及设计理论的研究现状[J]. 郭彦林,周明. 建筑结构学报. 2011(01)
[9]具有自复位能力的钢结构体系研究[J]. 潘振华,潘鹏,邱法维,叶列平,钱稼茹. 土木工程学报. 2010(S1)
[10]两边连接钢板剪力墙试验与理论分析[J]. 马欣伯,张素梅,郭兰慧. 天津大学学报. 2010(08)
硕士论文
[1]带边缘加劲的单个蝴蝶形钢板剪力墙的耗能性能研究[D]. 朱敏杰.苏州科技大学 2017
[2]用于自复位结构体系的新型钢板剪力墙研究[D]. 李乾.苏州科技大学 2017
本文编号：3002705
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