鋼框架-密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究和塑性設(shè)計(jì)方法.pdf

1、針對(duì)非加勁薄鋼板剪力墻存在明顯的滯回捏縮現(xiàn)象和呼吸震顫等不足，本文提出了一種鋼框架-密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻抗側(cè)力體系，它由周邊鋼框架、剪力墻板及密肋網(wǎng)格板等組成，周邊鋼框架主要承擔(dān)豎向荷載和整體傾覆力矩，密肋網(wǎng)格復(fù)合墻板主要承擔(dān)水平荷載，二者協(xié)同工作性能良好，是一種優(yōu)良的雙重抗側(cè)力體系，克服了薄板墻側(cè)向剛度退化嚴(yán)重和墻板面外變形顯著的缺點(diǎn)，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的適用性。薄鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)主要依靠剪力墻板的對(duì)角斜向拉力帶承擔(dān)水平荷載，在

2、正常使用階段墻板即發(fā)生面外屈曲，對(duì)周邊框架構(gòu)件的面內(nèi)剛度要求較高?；诒′摪寮袅Φ氖芰妥冃翁攸c(diǎn)，在剪力墻板兩側(cè)設(shè)置密肋網(wǎng)格板以延緩墻板的面外屈曲，限制墻板的面外變形，改善結(jié)構(gòu)的受力性能，降低對(duì)周邊框架構(gòu)件的剛度要求，提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和耗能能力，這就形成了一種新型密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻抗側(cè)力體系。采用理論分析、試驗(yàn)研究和有限元計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)本文提出的鋼框架-密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻抗側(cè)力體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究，分析了該體系在低周反復(fù)

3、荷載作用下的滯回性能，研究了它的受力機(jī)制和破壞模式，給出了密肋網(wǎng)格板的剛度限值，提出了鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于性能的塑性設(shè)計(jì)方法，為其工程應(yīng)用和推廣提供參考依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)3榀單跨兩層和1榀雙跨兩層鋼框架-密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻體系進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究，分析了體系的側(cè)向承載能力、側(cè)向剛度及退化、延性性能、耗能能力、剪力分配、破壞機(jī)理及剪力墻板與鋼框架的協(xié)同工作性能，明確了體系的受力機(jī)制和耗能機(jī)理，為后續(xù)理論分析

4、提供了基礎(chǔ)。⑵基于拉桿條模型（SM）和三拉桿（TSM）模型，采用有限元分析軟件 SAP2000對(duì)試驗(yàn)試件進(jìn)行了靜力非線性分析（Pushover分析），通過(guò)對(duì)試件側(cè)向剛度、屈服荷載、極限荷載、塑性發(fā)展、破壞模式等進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了簡(jiǎn)化模型的有效性和適用性，在此基礎(chǔ)上，做了參數(shù)分析，并為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)，便于實(shí)際工程的應(yīng)用。⑶基于穩(wěn)定理論，通過(guò)理論分析并結(jié)合有限元軟件的計(jì)算，對(duì)密肋網(wǎng)格板的整體剛度、肋條最大間距及對(duì)穿螺栓規(guī)格和最大間距進(jìn)行

5、了系統(tǒng)研究，推導(dǎo)了保證密肋網(wǎng)格復(fù)合鋼板剪力墻不發(fā)生整體面外屈曲的肋條最小剛度限值計(jì)算公式，給出了保證區(qū)格中剪力墻板不發(fā)生彈性剪切屈曲的肋條最大間距限值的建議計(jì)算公式，建議了對(duì)穿螺栓最大間距的確定方法和螺栓內(nèi)力的計(jì)算公式。⑷依據(jù)能量原理，提出了鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)基于性能的塑性設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)修正樓層剪力考慮結(jié)構(gòu)的P-delta效應(yīng)。該方法在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠充分考慮結(jié)構(gòu)的非彈性性能，根據(jù)預(yù)定的破壞模式和目標(biāo)位移，采用能量方程計(jì)算結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基底剪力