设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙滞回性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ericc0123
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防屈曲钢板剪力墙是一种在钢板剪力墙基础上发展起来的抗侧力构件,由内嵌钢板、平面外约束构件和边缘约束构件组成,具有承载力高、抗侧刚度大和耗能能力强等优点。防屈曲钢板剪力墙相比于非加劲钢板剪力墙,由于平面外约束构件限制了内嵌钢板的面外屈曲变形,使得内嵌钢板发生高阶屈曲变形抵抗水平荷载,从而明显改善了非加劲钢板剪力墙滞回曲线捏缩的现象,获得了更加稳定的滞回性能。实际工程中通常采用混凝土板作为内嵌钢板的平面外约束构件,当建筑层高和跨度较大时,整块混凝土板的运输和安装变得十分困难,为解决此问题,我国钢板剪力墙技术规程中规定在考虑不利影响的情况下,可将混凝土板分块布置,但是目前尚没有关于设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙的设计方法。本文采用试验研究和有限元分析的方法对设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙在往复水平荷载作用下的滞回性能展开研究,论文具体完成了以下工作:(1)完成了两片设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙拟静力加载试验,得到了设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙在往复水平荷载作用下的滞回曲线和破坏模式,分析了不同盖板分块模式下试件的承载力、刚度和耗能能力等性能指标,通过与课题组前期完成的非加劲钢板剪力墙和防屈曲钢板剪力墙试件的试验结果进行对比,分析了分块盖板对内嵌钢板滞回性能的影响。结果表明:分块盖板能有效地约束内嵌钢板的平面外变形,从而提高内嵌钢板的承载力和刚度,并明显改善耗能能力。(2)建立了设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙有限元分析模型,通过与试验结果进行对比验证了模型的可靠性,研究了在往复荷载作用下防屈曲钢板剪力墙的受力机理。进行参数分析研究了内嵌钢板跨高比、高厚比、盖板分块模式和盖板分隔缝宽度对设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙滞回性能的影响。研究结果表明:增大跨高比和减小高厚比会稍微降低防屈曲钢板剪力墙的耗能系数;在防屈曲盖板刚度足够大的情况下;对盖板进行分块不会显著降低防屈曲钢板剪力墙的滞回性能,增大分块盖板分隔缝宽度会降低防屈曲钢板剪力墙的承载力和耗能能力。(3)针对设置分块盖板的防屈曲钢板剪力墙混凝土盖板的受力性能进行研究,结合有限元模型计算结果分析了内嵌钢板与盖板间的相互作用机理,提出了混凝土盖板受力的简化分析模型,分别根据承载力和刚度要求给出了混凝土盖板最小厚度的设计建议,并分析了螺栓布置形式对防屈曲钢板剪力墙滞回性能的影响,给出了螺栓布置形式的建议。研究结果表明:在一定范围内增大混凝土盖板的抗弯刚度和减小螺栓间距能提高防屈曲钢板剪力墙的承载力和耗能能力。
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