铝合金板剪力墙力学性能研究

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传统钢板剪力墙的内嵌板都采用普通钢材。本文采用低屈服点和低弹性模量的铝合金板代替普通钢板组成铝合金板剪力墙。目前,国内外对铝合金板剪力墙的研究较少。本文采用有限元数值分析方法对铝合金板剪力墙理论模型进行了弹性屈曲分析以及低周往复循环荷载作用下的滞回性能分析,同时考虑不同框架连接方式对框架铝合金板剪力墙力学性能的影响。主要研究内容及结论如下:1、用BEAM188和SHELL181单元建立铝合金板剪力墙理论模型,即梁柱和柱脚均采用理想铰接,忽略钢框架抗侧刚度的影响。并对铝合金板剪力墙理论模型进行弹性屈曲分析,研究不同参数对铝合金板剪力墙弹性屈曲应力的影响,结果表明高厚比λ、肋板刚度比η、小区格板高厚比λb和柱刚度β对铝合金板剪力墙弹性屈曲应力的影响比较明显。2、通过对铝合金板剪力墙进行分析计算,得到铝合金板剪力墙的柱阈值刚度β0的计算公式,并对铝合金板剪力墙理论模型进行屈曲后性能分析,研究铝合金板屈曲后形成的拉力带对周边框架的影响,结果表明铝合金板对周边框架的影响较小。3、研究铝合金板剪力墙理论模型低周往复循环荷载作用下的滞回性能。考虑不同参数对铝合金板剪力墙滞回性能的影响,结果表明高厚比λ、肋板刚度比η和小区格板高厚比λb对铝合金板剪力墙滞回性能的影响较大,而在柱截面满足截面惯性矩要求的条件下,柱刚度β对铝合金板剪力墙滞回性能影响较小。4、用SHELL181单元建立刚接框架钢板剪力墙模型并对其进行试验验证,其计算结果和试验结果吻合良好。通过更换材料本构关系研究铝合金板剪力墙在框架中的力学性能。研究不同连接方式(刚接和半刚接)的框架剪力墙在单调水平荷载和循环荷载下的力学性能,同时考虑在单调水平荷载下高厚比λ、肋板刚度比η和小区格板高厚比λb对铝合金板剪力墙力学性能的影响,结果表明框架不同的连接方式对铝合金板剪力墙的各项性能影响不明显。
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