兩邊連接低屈服點鋼板剪力墻理論分析與試驗研究.pdf

1、鋼板剪力墻具有較大的彈性初始剛度、優(yōu)異的變形能力和穩(wěn)定的滯回性能等特點，是具有良好發(fā)展前景的一種高層結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，尤其適用于高烈度地震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)。低屈服點鋼材具有屈服點低、伸長率大以及塑性變形能力強等優(yōu)點，將低屈服點鋼應用于鋼板剪力墻中，勢必會擁有更為優(yōu)越的延性性能和耗能能力。然而，目前國內(nèi)外關于鋼板剪力墻的研究主要集中在四邊連接鋼板剪力墻，缺乏針對兩邊連接低屈服點鋼板剪力墻的研究。為此，本文提出了一種新型的兩邊連接低屈服點鋼板剪

2、力墻，并對其展開了試驗研究和有限元分析。
　　本文首先開展了低屈服點鋼和Q235鋼的材料力學性能試驗，分別獲取了兩種鋼材的材料屈服強度、抗拉強度、延伸率等關鍵性能指標。試驗結(jié)果表明低屈服點鋼擁有較低的屈服強度和更好的塑形變形能力。在此基礎上，本文又開展了兩邊連接非加勁、十字加勁和對角交叉加勁低屈服點鋼板剪力墻與非加勁Q235鋼板剪力墻的低周反復荷載試驗研究，揭示了各試驗試件的破壞模式、力學性能和耗能機理，給出了各試驗試件的滯回曲線

3、、骨架曲線、等效粘滯阻尼系數(shù)等滯回性能指標。試驗結(jié)果表明:低屈服點鋼板剪力墻擁有良好的塑形性能和耗能能力，設置加勁肋后其滯回性能得到進一步的提升。
　　通過ANSYS有限元軟件，對四榀鋼板剪力墻試驗試件建立準確的有限元模型，并進行數(shù)值模擬分析。通過計算分析，分別給出鋼板剪力墻模型各階段的受力狀態(tài)和變形特點，得到各模型的滯回曲線與骨架曲線。將有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比可知:有限元模型的墻板屈曲模態(tài)與試驗結(jié)果具有較高的相似程度，

4、墻板的滯回曲線與骨架曲線也與試驗結(jié)果能保持一定程度的吻合，并具有相似的發(fā)展趨勢。由此表明，采用有限元方法對兩邊連接鋼板剪力墻進行數(shù)值模擬計算分析是合理的。
　　利用ANSYS軟件對兩邊連接非加勁、十字加勁和對角交叉加勁低屈服點鋼板剪力墻的彈性屈曲性能進行了有限元參數(shù)化分析，分別考察了墻板高厚比、肋板剛度比及邊緣構(gòu)件剛度比等參數(shù)對鋼板剪力墻彈性屈曲應力的影響。分析結(jié)果表明:加設加勁肋和邊緣構(gòu)件均可有效提升鋼板剪力墻的彈性屈曲應力，但

5、是使用過大的加勁肋或邊緣構(gòu)件截面是不必要的。根據(jù)大量的參數(shù)化分析結(jié)果，本文分別擬合了適用于上述三種類型鋼板剪力墻彈性屈曲應力的簡化計算公式。
　　同時，本文對兩邊連接非加勁、十字加勁和對角交叉加勁低屈服點鋼板剪力墻的滯回性能進行了有限元參數(shù)化分析，分別考察了墻板高厚比、肋板剛度比及邊緣構(gòu)件剛度比等參數(shù)對其滯回性能的影響，并給出了各參數(shù)的設計建議取值。
　　最終，本文根據(jù)鋼板剪力墻的骨架曲線提出了雙折線恢復力模型，該模型適用于