联肢非加劲薄钢板剪力墙滞回性能研究

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钢板剪力墙结构是一种以钢框架内嵌钢板为基本结构单元的抗侧力结构体系,其“强框架、弱墙板”的设计理念要求:小震下框架和内嵌墙板共同控制结构侧移;中震下内嵌钢板屈服耗能,而框架保持弹性,可实现震后结构的“自复位”功能,便于修复。利用连梁,将两片钢板剪力墙连接起来,形成联肢钢板剪力墙。连梁的引入,一是可使钢板墙的结构布置更灵活方便,有利于增加钢板墙结构的整体抗弯承载力和刚度,甚至组成抗侧效果更佳的钢核心筒结构体系;二是利用钢连梁进行耗能,增强结构的耗能能力。本文对联肢钢板剪力墙的滞回性能展开了研究,首先通过ABAQUS有限元建模软件对已有联肢非加劲薄钢板剪力墙结构试验进行模拟,验证了模型的有效性。接着对试验中涉及到的联肢钢板剪力墙原型结构进行足尺建模分析,基于模型滞回计算结果,从结构的承载能力、耗能能力、延性及破坏模式等方面对结构的滞回性能进行分析。结果表明:联肢非加劲薄钢板剪力墙结构整体滞回曲线较为饱满,钢连梁可以较好地参与结构整体耗能,联肢钢板剪力墙结构的屈服顺序为内填钢板-钢连梁-外柱-内柱。然后通过改变连梁高度及墙板厚度,得到10组不同耦连比的联肢非加劲薄钢板剪力墙结构模型,通过对这10组模型进行单调推覆分析,得到了耦连比随柱轴力之比的变化关系:框架边柱与内柱的轴力会随着耦连比的增大而接近;当耦连比小于0.6时,右侧钢板剪力墙内柱受拉,边柱受压;当耦连比大于0.6时,右侧钢板剪力墙内柱与边柱均受压。最后为研究不同参数即耦连比、钢连梁的破坏形式、墙板厚度、楼层高度等对联肢钢板剪力墙结构承载力、延性及滞回性能的影响,设计采用了正交试验分析方法,从结构的承载能力、刚度退化、耗能能力及破坏模式等方面进行对比分析。研究表明:联肢非加劲薄钢板剪力墙结构理想的屈服机制为内填钢板与全部楼层连梁发生剪切屈服,塑性铰充分发展,然后边柱出现塑性铰。通过控制耦连比在0.4-0.6之间,能够使结构按照理想的塑性铰发展顺序产生塑性铰。
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