低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻抗震性能分析.pdf

1、低屈服點(diǎn)鋼材作為一種新型材料，具有優(yōu)越的伸長(zhǎng)率和低屈服比，在鋼板剪力墻、阻尼器等消能減震結(jié)構(gòu)中得到了越來越多的應(yīng)用和發(fā)展。本文基于屈服強(qiáng)度為160MPa的鋼材，提出了低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，并采用理論分析和有限元模擬相結(jié)合的方法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多方面的研究，主要研究工作及成果如下：
　　(1)根據(jù)低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻受剪作用時(shí)的受力特征，推導(dǎo)出了低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的彈塑性剪切屈曲應(yīng)力公式；通過迭代方法得到彈塑性剪切屈曲強(qiáng)度與寬厚比之間

2、的關(guān)系曲線，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)算例驗(yàn)證了公式的有效性。
　　(2)根據(jù)ANSYS有限元模擬了單向荷載作用下的低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻試驗(yàn)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了模型建立的正確性。而后分析了鋼框架梁柱剛接與鉸接、剪力墻板周邊固支與簡(jiǎn)支、墻板不同寬厚比等不同參數(shù)對(duì)低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，分析內(nèi)容主要包括：極限承載力、初始剛度、結(jié)構(gòu)延性等，以此得到了不同情況下低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的抗震性能，并給出該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建議。
　　(3)建立

3、了不同設(shè)計(jì)理念的三種鋼板墻的抗震設(shè)計(jì)方法。根據(jù)我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010和《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》JGJ99-98中規(guī)定的各構(gòu)件相關(guān)抗震要求，建立了普通鋼板剪力墻的抗震設(shè)計(jì)方法，該類鋼板剪力墻不允許墻板屈曲。同時(shí)采用與普通鋼板剪力墻相同的設(shè)計(jì)地震力，利用不同的抗震設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出了低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻和薄鋼板剪力墻這兩種不同類型的結(jié)構(gòu)。低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻的設(shè)計(jì)理念是剪力墻板“屈曲前屈服”；而薄鋼板剪力墻的設(shè)計(jì)理

4、念是剪力墻板“屈服前屈曲”，通過鋼板屈曲后產(chǎn)生的拉力帶來進(jìn)一步抵抗地震荷載和消耗地震能力，拉力帶會(huì)對(duì)外框架梁和柱產(chǎn)生較大的拉力，本文給出這類結(jié)構(gòu)的剪力墻板、框架梁和柱的設(shè)計(jì)方法。
　　(4)根據(jù)設(shè)計(jì)方法，本文分別模擬兩種不同加載模式下三種鋼板剪力墻在水平循環(huán)加載作用下的抗震性能，對(duì)比在同一地震力作用下，三種鋼板剪力墻的抗震性能的差異。低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)能較早的進(jìn)入彈塑性變形耗能階段，在屈服后，承載力有所下降，且有較長(zhǎng)的位移滑移

5、段，結(jié)構(gòu)擁有良好的抗震變形能力；薄鋼板剪力墻隨著荷載的增加結(jié)構(gòu)形成拉力帶，其承載力大于其他兩種鋼板剪力墻；加載初期，低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻底層平面外變形明顯大于其他兩種結(jié)構(gòu)，這種大量的面外位移會(huì)使低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的抗剪剛度降低，但有利于耗能。薄鋼板剪力墻由于墻板大面積的折曲平面外最大位移反而會(huì)有減小的趨勢(shì)，而對(duì)于相對(duì)較厚的普通鋼板剪力墻而言，荷載加大的同時(shí)，墻板中心點(diǎn)的平面外位移也隨之增加。
　　(5)不同加載方式下的低屈服點(diǎn)鋼