栓焊連接鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究和理論分析.pdf

1、鋼板剪力墻是一種有效的抗側(cè)力體系，具有初始側(cè)向剛度大，能量耗散能力好，延性大等優(yōu)點。鋼板剪力墻與鋼框架兩者可以組成鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)雙重抗側(cè)力體系，目前，對該結(jié)構(gòu)體系的研究很不充分。本文針對栓焊連接的鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系，對其抗震性能展開試驗研究和理論分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴按照我國相關設計規(guī)范，設計了一幢9層鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，作為試驗研究模型結(jié)構(gòu)設計的主要依據(jù)。并分析了鋼板墻的存在對框架梁、柱內(nèi)力分布的

2、影響規(guī)律，以及雙重抗側(cè)力體系的有效性。⑵選取原型結(jié)構(gòu)底部兩層中間跨的鋼板剪力墻，按幾何相似系數(shù)為1/3進行縮尺試件設計。為了利用墻板屈曲后的強度，對縮尺試件的墻板厚度進行適當減小，并考慮不同墻板加勁形式，得到了3榀兩層單跨栓焊連接鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)試件。通過水平低周往復加載試驗，重點研究試件的破壞過程、破壞模式、承載力、變形性能、滯回性能、耗能能力以及剛度退化規(guī)律等；對比分析薄鋼板、十字加勁板和斜加勁板對試件整體抗震性能的影響。通過

3、對3個試件應變測量結(jié)果的分析，計算了鋼框架和鋼板剪力墻各自承擔的水平荷載和傾覆力矩比例，梁端的軸力和彎矩，深入探討了鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)作為雙重抗側(cè)力體系的受力機理⑶利用有限元分析軟件 ABAQUS和 SAP2000，分別采用殼單元和等效斜拉桿模型，對3個試件進行有限元建模和分析，研究結(jié)構(gòu)的破壞過程、破壞形態(tài)、承載力和變形性能等，分析不同加勁形式對試件拉力帶的形成、塑性鉸的形成的影響。通過對比模擬結(jié)果與試驗結(jié)果，驗證了有限元建模和結(jié)果

4、的有效性，為結(jié)構(gòu)抗震性能的進一步分析提供依據(jù)。⑷考慮墻板屈曲后的強度，提出了基于剪力墻板承載力的鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設計方法和步驟。該方法利用美國 AISC的相關公式計算鋼板墻的抗剪承載力，基于等效斜拉桿模型，建立結(jié)構(gòu)的有限元模型，并根據(jù)非線性靜力分析得到的結(jié)構(gòu)破壞過程和破壞形態(tài)，判斷鋼板剪力墻設計的合理性。通過算例分析，驗證了所提方法的可行性和有效性。⑸基于增量動力分析法，提出了計算鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)和位移