伪波纹型交叉密肋平钢板组合剪力墙屈曲分析和滞回性能研究

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在国内外研究中,钢结构剪力墙因其具有良好的抗侧力性能而在众多抗侧体系中脱颖而出。在研究钢板剪力墙中发现:波纹钢板相较于平钢板在对于约束钢板剪力墙在地震作用下的面外变形有突出效果。但是波纹钢板的尺寸受到相应制作模具的限制,并不能满足在任何条件下都能让波纹钢板的材料达到充分利用;且在安装和制作方面,平钢板较波纹钢板会更加方便。目前可对平钢板进行加肋和混凝土组合结构对其强化,使其不仅达到波纹钢板在抗侧性能方面的优势,还避免其在加载后期因变形过大导致的承载力下降的缺陷。本文参照波纹钢板的形式,提出伪波纹型交叉密肋平钢板组合剪力墙结构。该结构的内嵌钢板由平钢板和梯形加劲肋焊接组合而成,梯形加劲肋交叉布置在平钢板两侧,近似波纹形式。本文研究所运用到技术软件为ABAQUS 6.14-4,为模拟结构实际工作的真实状态,建立伪波纹型交叉密肋平钢板组合剪力墙全壳足尺模型进行研究,具体研究内容如下:(1)对有限元软件的技术可行性进行验证,选择天津大学的波纹钢板剪力墙试验课题中的一个竖向波纹钢板剪力墙进行相同条件下的模拟分析,通过软件模拟效果与试验测试效果的一致性进而说明技术软件在模拟方面的可行性。(2)为验证所提出结构的抗震效果,建立一个相应外框架尺寸和同样内嵌钢板宽度的波纹钢板剪力墙,在相同模拟条件下进行对比两结构屈曲性能、承载能力、耗能能力和面外变形能力等主要抗震指标,分析所提出结构的优势与劣势。(3)进一步分析所提出结构的内嵌加劲组合平钢板的各部分对结构的抗震性能的影响。对内嵌平钢板的厚度、梯形加劲肋的厚度、梯形加劲肋的高度等五个参数进行变参分析。首先对每个参数系列的试件进行屈曲分析,判断试件屈曲与屈服发生的先后顺序,并判定在不同肋板刚度比下结构临界屈曲荷载的变化规律;再模拟各试件在非线性荷载作用下的抗震性能,根据模拟结果和结构的实际的工作条件给予相应的参数尺寸建议。(4)综合以上对伪波纹型交叉密肋平钢板组合剪力墙的研究结果,为实际的工程需要提供相应的建议。
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