【摘 要】
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随着我国社会经济的快速发展,高层及超高层建筑的数量与日俱增,钢板组合剪力墙结构因其承载力高、刚度大、延性好等优点在高层建筑中得到了广泛的应用,其构造形式也不断创新。桁架式多腔体钢板组合剪力墙是一种新型的钢板组合剪力墙,其外侧的双钢板通过内部钢筋桁架相连,从而形成了多个竖向连通腔体,在内部浇筑混凝土,有利于提高施工效率,在高层建筑结构中有着广阔的应用前景。钢板剪力墙一般墙体厚度较薄,当在结构中沿厚度
【基金项目】
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国家“十三五”国家重点研发计划项目“新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范”（2017YFC0703802）； 国家自然科学基金（52178117）；
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随着我国社会经济的快速发展,高层及超高层建筑的数量与日俱增,钢板组合剪力墙结构因其承载力高、刚度大、延性好等优点在高层建筑中得到了广泛的应用,其构造形式也不断创新。桁架式多腔体钢板组合剪力墙是一种新型的钢板组合剪力墙,其外侧的双钢板通过内部钢筋桁架相连,从而形成了多个竖向连通腔体,在内部浇筑混凝土,有利于提高施工效率,在高层建筑结构中有着广阔的应用前景。钢板剪力墙一般墙体厚度较薄,当在结构中沿厚度方向存在受力偏心时,上部传来的较大的竖向荷载会产生很大的面外弯矩,而目前对于剪力墙同时承受轴压力及面外弯矩的研究仍处于空白阶段。因此,有必要在已有研究的基础上开展面外偏压试验研究及理论分析。本文对桁架式多腔体钢板组合剪力墙的面外偏压受力性能开展了试验研究和数值模拟,揭示其承载能力及破坏规律,并提出相应的面外偏压承载力设计方法。具体工作如下:（1）对5片桁架式多腔体钢板组合剪力墙足尺试件开展了面外偏心受压试验,主要考察偏心距、高宽比、高厚比以及桁架间距对其面外偏压受力性能的影响,揭示此类剪力墙的面外偏压的破坏模式及规律。通过试验得到了各试件的荷载-位移曲线、变形特征和极限承载力。试验结果表明:所有偏压试件在加载过程中均表现为相同类型的破坏模式,即最终的破坏模式均为试件整体弯曲加受压侧钢板的局部鼓曲,且均为延性破坏。加载偏心距对试件的刚度及极限承载力影响较为明显;高宽比的增加也会降低试件的刚度及极限承载力;桁架间距对于试件弹性段的刚度影响较小,但桁架间距的增加会降低试件的极限承载力。（2）利用有限元软件ANSYS对试件建立了精确的有限元分析模型,对桁架式多腔体钢板组合剪力墙的面外偏压受力性能进行数值模拟;并将有限元的计算结果与试验结果进行对比分析,验证了数值模型的可靠性与正确性。（3）采用验证后的有限元分析模型对桁架式多腔体钢板组合剪力墙面外偏压受力性能的影响因素（偏心率、高厚比、高宽比、桁架间距、钢板厚度、钢材强度、混凝土强度）开展参数化分析。分析结果表明:偏心率、高宽比、高厚比以及桁架间距的提高均能使得试件的面外偏压极限承载力下降;钢板厚度、钢材屈服强度、混凝土强度等级的提高均能使得试件的面外偏压极限承载力提高。试件高厚比、高宽比、钢板厚度、钢材屈服强度及桁架间距越小,桁架式多腔体钢板组合剪力墙面外N/Nu-M/Mu相关曲线越向外凸出,拐点更加明显;混凝土强度等级越小,桁架式多腔体钢板组合剪力墙面外N/Nu-M/Mu相关曲线越向内收拢,拐点越不明显。（4）基于试验研究及有限元参数化分析得到的结果,提出桁架式多腔体钢板组合剪力墙面外压弯承载力的简化计算公式。简化公式的计算结果与试验及有限元分析结果较为吻合,简化计算公式形式简单,具有较好的精度,可供工程实践设计时参考。
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