装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙抗震性能及试验研究

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防屈曲钢板剪力墙作为一种优良的抗侧力体系,耗能性能优良,但不足之处在于抗侧刚度较小且易发生局部屈曲,而组合钢板剪力墙抗侧刚度和承载力较高,但角部易压碎且耗能性能较差。为了解决现有钢板剪力墙中存在的问题,本文以高刚度、高承载力且耗能多部件、多阶段的装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙作为研究对象,主要对装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙的构造方法、影响参数及试验研究内容进行研究,具体研究内容如下:进行了装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙的设计,提出了其各组成部件协同工作的刚度及承载力计算公式。将装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙划分为四个部件,并对装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙的组件构成及其部件协同工作机理进行分析,给出了装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙刚度及承载力计算公式,为实现双阶耗能和高承力的目标提供了设计概念,最后根据设计目标对试件连接部位进行合理化的设计。研究了不同设计参数对剪力墙整体抗震性能的影响,确定了装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙的最优设计参数。通过ABAQUS有限元软件对高屈服点的耗能承力钢板的参数—耗能承力钢板厚度、开孔形状进行协同工作影响机制分析,数值分析结果表明:使用Q195钢不会影响双阶耗能目标的实现,且不改变耗能承力钢板—内嵌钢板—钢框架这一设计屈服顺序;耗能承力钢板的厚度范围应该在有效承力和不先于混凝土破坏之间取值;耗能承力钢板的开孔形状对耗能承力钢板的耗能承力特性有很大影响,平行四边形孔的承载能力较高但其耗能性能差于长方形开孔。装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙试验研究。基于装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙的设计概念和参数分析,设计并进行了2个装配式双阶耗能防屈曲钢板剪力墙和1个传统型防屈曲钢板剪力墙试验。通过对其试验现象、滞回曲线、骨架曲线、耗能性能进行分析,结果表明,与传统防屈曲钢板剪力墙相比,在小震下,具有较高的初始刚度和承载力。在中震下,耗能承力钢板率先屈服,实现了双阶耗能的设计目标,同时使得内嵌钢板屈服滞后。在大震下,耗能承力钢板失效,结构退化为传统型防屈曲钢板剪力墙,耗能性能优良。
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