双钢板内填混凝土剪力墙滞回性能试验研究

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双钢板内填混凝土剪力墙是一种新型的双重抗侧力结构体系,钢框架与钢板相连,双层钢板内部填有混凝土,两侧钢板之间用竖向加劲板或螺栓连接起来,形成双钢板内填混凝土剪力墙结构。在地震作用下此类剪力墙表现出良好的抗侧能力且延性好、耗能多、施工方便等优点。国内外对该结构的抗震性能进行了研究,但未对钢框架和组合剪力墙二者刚度匹配关系进行分析,也未提出刚度特征值取值的合理建议。本文在试验的基础上,应用ABAQUS有限元软件对双钢板内填混凝土双钢板剪力墙进行了滞回性能分析,得到组合剪力墙墙厚的设计公式。主要工作内容总结如下:(1)按照1/3比例缩尺,设计了一榀单跨两层半双钢板内填混凝土剪力墙试件,完成试件在低周往复荷载作用下的滞回性能试验。通过采集和处理试验数据,分析试件的滞回曲线、骨架曲线、峰值刚度退化曲线、耗能耗散系数及破坏模式等滞回性能,试验结果表明:结构在水平荷载作用下,承载能力高,延性和耗能性能较好,加载初期剪力墙首先承担水平荷载,加载后期钢框架参与抗剪,屈服耗能;(2)应用ABAQUS软件建立试验试件的有限元模型,将模拟结果与试验结果对比,结果显示模拟的滞回曲线和骨架曲线与试验的结果比较吻合,验证了建模的方法及模型的可行性。(3)在Base试件的基础上,设计了8个试件,在倒三角荷载作用下进一步分析了刚度特征值不同时试件的滞回性能,分析结果表明:(1)钢框架组合剪力墙在倒三角荷载作用下,滞回曲线饱满,抗侧刚度大、耗能能力好。结构性能受刚度特征值的影响较大。刚度特征值的增加,结构的承载能力降低,组合剪力墙承担的水平剪力减少,钢框架承担的水平剪力增大。(2)刚度特征值的合理范围为1.43~3.27。框架和剪力墙的刚度相对比较匹配,结构的整体受力及滞回性能较好。(4)根据刚度特征值范围,可确定得到组合剪力墙厚度计算公式。
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