低屈服點鋼板剪力墻力學性能研究.pdf

1、近年來,國內(nèi)外許多學者對鋼板剪力墻的力學性能進行了研究,大部分采用普通鋼材作為內(nèi)填鋼板,但針對以低屈服點鋼材作為內(nèi)填鋼板的低屈服點鋼板墻的研究并不多見。本文以力學性能分析為理論基礎,采用ANSYS有限元分析軟件對低屈服點鋼板墻進行數(shù)值分析,研究其內(nèi)填鋼板彈性及彈塑性屈曲性能和鋼板墻的抗側剛度、抗剪承載力及滯回性能,并考察了內(nèi)填鋼板對邊緣框架柱穩(wěn)定性的影響,為低屈服點鋼板墻在實際工程中的應用提供理論和設計依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容及結論如下:

2、
　　(1)首先分析了低屈服點鋼板墻的受剪屈曲應力,研究發(fā)現(xiàn)《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)附錄四中規(guī)定的普通非加勁鋼板墻屈曲應力計算方法不能直接適用于低屈服點鋼板墻,并針對低屈服點鋼板墻受剪屈曲應力提出了建議計算方法。
　　(2)對于相同大小的水平剪力,當鋼板墻采用相同的邊緣框架時,采用低屈服點鋼板墻設計的內(nèi)填鋼板厚度將大于普通鋼板墻,使低屈服點鋼板墻內(nèi)填鋼板的屈曲應力大于普通鋼板墻,內(nèi)填鋼板更多的通過屈

3、曲前純剪切抗側;鋼板墻內(nèi)填鋼板屈曲前抗側剛度比屈曲后抗側剛度約大28.2％;因此,實際工程中采用低屈服點鋼板墻將得到更大的初始抗側剛度,有利于整體結構的抗側。
　　(3)低屈服點鋼板墻的抗側性能可以通過疊加內(nèi)填鋼板和邊緣框架獲得,分析邊緣框架的抗側性能時需特別注意:無論內(nèi)填鋼板屈曲前純剪抗側或屈曲后拉力帶抗側,均會對受壓側框架柱產(chǎn)生不容忽視的軸壓力,邊緣框架總塑性鉸彎矩值將減小,從而降低邊緣框架的抗剪承載力,但不會影響邊緣框架的抗

4、側剛度。
　　(4)鋼板墻內(nèi)填鋼板屈曲后會對邊緣框架柱產(chǎn)生很大的附加彎矩和附加軸力,影響邊緣框架柱的穩(wěn)定性,邊緣框架失穩(wěn)將導致內(nèi)填鋼板斜拉力帶不能充分發(fā)展。研究結果顯示在單向水平荷載作用下,采用低屈服點鋼板墻相比普通鋼板墻可大大減小對邊緣框架柱的附加作用,從而降低邊緣框架柱的損壞等級,保證結構整體的安全性。
　　(5)低屈服點鋼板墻在循環(huán)往復荷載下的滯回環(huán)比普通鋼板墻飽滿,其極限承載力不如普通鋼板墻,但延性和耗能性能優(yōu)于普通

5、鋼板墻。低屈服點鋼板墻的滯回環(huán)飽滿程度及耗能性能不受內(nèi)填鋼板高寬比的影響,當鋼板墻高度一定時,結構在循環(huán)往復荷載下的極限承載力隨內(nèi)填鋼板寬度增加而增大;薄鋼板墻的延性與內(nèi)填鋼板高寬比無關,但厚鋼板墻延性隨高寬比的增大而有所降低。
　　(6)中跨內(nèi)填鋼板的嵌入能較大程度的削弱地震動對框架梁的作用,但會增加對中跨柱的作用,滿足內(nèi)填鋼板邊框柱的剛度要求是保證鋼框架-鋼板剪力墻充分發(fā)揮作用的前提;采用低屈服點鋼材作為內(nèi)填鋼板的鋼框架-低屈