半刚性框架—防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能研究

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现代高层建筑设计的关键内容之一是半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构,其融合了半刚性框架和防屈曲钢板剪力墙的优点。防屈曲钢板剪力墙结构具有滞回性能好、承载力高、耗能大、抗侧刚度大且刚度退化不明显等的性能优点,加之其施工简单、材料利用率高等,已成为一种至关重要的新型抗震体系。传统薄钢板剪力墙结构与防屈曲钢板剪力墙结构相比,传统薄钢板剪力墙结构存在一些不可抗拒的缺陷,如噪声大、滞回曲线捏缩严重、防火性能差、对边柱不利等。目前对于半刚性框架的研究并不成熟,一些传统的梁柱节点形式没有发掘其半刚性的性质。国内外学者关于钢板剪力墙和半刚性框架研究的成果为本文的研究工作奠定了一定的基础。本文承接前人的研究,将钢板剪力墙和半刚性框架结合起来研究,探讨其在共同作用下的抗震性能。以板的弹性屈曲基本理论和半刚性连接的基本理论作为基本理论支撑,结合非线性理论的基本研究方法对半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能进行研究。为了更加清楚的了解半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,本文采用有限元软件ABAQUS设计并建立了半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构模型和半刚性框架-钢板剪力墙结构模型,将两模型在循环荷载作用下进行受力分析,结果对比分析发现:半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构的滞回性能和耗能性能优于半刚性框架-钢板剪力墙结构,且承载力大,抗侧刚度大;防屈曲混凝土板的设置有助于内嵌钢板受力更加合理,提高了内嵌钢板利用率,对于框架柱起到了一定的保护作用。半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构的连接性能作为影响抗震性能的重要因素,具有非常重要的研究意义。不同梁柱连接形式的框架在静力荷载作用下受力分析,证明节点是否具有半刚性的特性并辨别节点的相对刚度;不同梁柱连接形式的框架在循环荷载作用下受力分析,分析不同梁柱连接形式框架的抗震性能,结合不同节点形式剪力墙结构在循环荷载作用下的抗震性能进行分析,结果显示:连接性能对于结构的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能、刚度及刚度退化都有影响。半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构是一种影响因素很多的结构,本文分析了内嵌钢板高厚比、螺栓排布方式、框架柱轴压比、一侧混凝土板数量、防屈曲方式、框架柱刚度、内嵌钢板初始几何缺陷等因素对结构的抗震性能的影响。本文对半刚性框架-防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能的研究期望为后续此结构的研究具有积极作用,并为设计工作者带来一些便利的参考。
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