墙板与框架分段连接钢板剪力墙结构的抗震性能研究

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为了解决墙板与框架之间过长连接带来的施工与修复难题,对传统的钢板剪力墙结构框架与墙板的连接形式进行改进。在传统框架与内嵌钢板螺栓连接的基础上,将传统鱼尾板螺栓孔更换为大圆孔,同时增加开设标准孔的分段角钢,形成双鱼尾板的墙板与框架可修复连接形式。离散过长连接的螺栓群,在弥补传统栓接钢板剪力墙施工精度不足的基础上,形成一种“摩擦力-标准孔壁承压-大圆孔壁承压”的连接三阶段受力特点,大圆孔鱼尾板与分段可替换角钢,均便于震后修复工作的进行。对此连接形式进行力学性能分析,确定其破坏顺序,然后将其应用于钢板剪力墙结构中,希望此钢板剪力墙中的各部件能够分阶段或者分先后发生破坏,以便于震后修复工作的开展。同时将此钢板剪力墙与传统的栓接和焊接钢板剪力墙结构的抗震性能和破坏模式进行对比。本文采用试验、有限元数值分析与理论研究相结合的方法,对此钢板剪力墙的抗震性能及其墙板与框架连接形式的力学性能进行研究。主要内容如下:(1)针对此连接形式进行了连接件的抗剪试验研究。获得了单向拉伸荷载作用下连接的荷载-位移标准化曲线,推导了不同破坏状态所对应的承载力计算公式,并通过数值分析验证了公式的准确性。(2)完成了采用改进连接形式的1榀1:3缩尺比例的单跨单层钢板剪力墙结构的抗震性能试验,研究了结构的抗震性能及破坏模式。结果表明:采用改进连接的钢板剪力墙结构具有良好的抗震性能。(3)利用有限元软件ABAQUS对钢板剪力墙试件进行数值模拟,结果拟合良好。结合试验结果,分析了试件的应力、应变及变形发展过程,明确了结构的受力机理、破坏机制以及采用改进连接框架与墙板之间的协同工作机理。(4)对比了此钢板剪力墙与传统栓接及焊接钢板剪力墙在抗震性能及破坏模式等方面的差异。同时分析了初始缺陷、各部件厚度差异、螺栓预紧力以及摩擦系数对结构抗震性能以及破坏机制的影响。
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