【摘 要】
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方钢管混凝土框架-联肢钢板剪力墙结构近年来受到了越来越多的关注,该结构中方钢管混凝土边框充分发挥了钢和混凝土两种材料的优点,具有良好的承担竖向荷载的能力,钢板剪力墙主要通过屈曲后形成的拉力场承担水平力。本文完成了竖向槽钢加劲联肢钢板剪力墙试件的拟静力试验。对框架-联肢钢板剪力墙双重抗侧力结构在多遇和罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究,参照双重抗侧力结构中联肢钢板剪力墙的布置形式,设计了铰接框架-联
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51708448);
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方钢管混凝土框架-联肢钢板剪力墙结构近年来受到了越来越多的关注,该结构中方钢管混凝土边框充分发挥了钢和混凝土两种材料的优点,具有良好的承担竖向荷载的能力,钢板剪力墙主要通过屈曲后形成的拉力场承担水平力。本文完成了竖向槽钢加劲联肢钢板剪力墙试件的拟静力试验。对框架-联肢钢板剪力墙双重抗侧力结构在多遇和罕遇地震作用下的抗震性能进行了研究,参照双重抗侧力结构中联肢钢板剪力墙的布置形式,设计了铰接框架-联肢钢板剪力墙单独抗侧力结构,研究两种抗侧力结构性能的差异。主要研究内容如下:(1)进行了 1个1/3比例3层3跨竖向槽钢加劲联肢钢板剪力墙试件的拟静力试验,得到了结构的破坏特征和滞回曲线。结果表明:试件受到的水平荷载主要由槽钢加劲的墙板承担。进入弹塑性阶段后,墙板角部因应力集中首先撕裂。随后连梁与柱子的节点焊缝断裂,钢板剪力墙边框梁端部屈曲形成塑性铰,墙板中部撕裂。最终由于柱脚形成塑性铰导致试件破坏。试件各构件的塑性发展较为充分,试件具有较好的承载能力和耗能能力。(2)利用数值分析软件SAP2000建立了试验试件的数值分析模型。采用多拉杆模型模拟钢板剪力墙,进行Push-over分析。结果表明:多拉杆模型能较好的模拟钢板剪力墙板的力学行为,塑性铰依次出现在连梁、剪力墙板、框架梁上,与试验现象基本一致;通过对试验试件的模拟,证明了本文建模方法的正确性。(3)设计了 15层、20层和30层的方钢管混凝土框架-联肢钢板剪力墙原型结构,进行了静力和动力弹塑性分析。获得了的3个模型的性能点,以及在不同强度地震动作用下结构的响应。结果表明:典型结构设计合理,弹塑性分析中最大层间位移角符合规范要求。钢板剪力墙能够承担较大的剪力,结构具有较好的承载能力,在罕遇地震作用下有较强的抵抗变形的能力。(4)参照方钢管混凝土框架-联肢钢板剪力墙原型结构平面布置形式,设计了 15层、20层和30层的方钢管混凝土铰接框架-联肢钢板剪力墙单独抗侧力原型结构,分别对3个模型进行了静力和动力弹塑性分析,计算结果与双重抗侧力模型进行了对比。结果表明:不同高度的双重抗侧力模型的初始刚度、极限状态的基底剪力均大于对应的单独抗侧力模型结构;单独抗侧力结构的侧向力主要由联肢钢板剪力墙承担,导致联肢钢板剪力墙竖向边缘构件截面尺寸均大于双重抗侧力结构;主要抗震指标表明,两种抗侧力结构整体抗震性能较好,基本满足规范中的抗震设防要求。
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