低屈服點鋼板剪力墻結構基于性能的抗震設計方法研究.pdf

1、低屈服點鋼板剪力墻體系具有較高的抗側剛度、強度和延性，同時滯回曲線穩(wěn)定并有很大的塑性耗能能力，能夠較為有效地降低地震的災害，起到防震減災的作用。低屈服點鋼板剪力墻基于性能的抗震設計方法的提出更能夠使得建筑在未來不同強度水平地震作用下，有效地控制建筑物的不同破壞狀態(tài)，使建筑物實現(xiàn)不同的性能水平，具備預期的功能，擁有廣闊的工程應用價值。本文通過研究國內(nèi)外大量的相關文獻，對低屈服點鋼板剪力墻基于性能的抗震設計方法進行系統(tǒng)地研究，主要的研究工作

2、和成果如下：
　?。?）研究大量的國內(nèi)外相關文獻，提出了低屈服點鋼板剪力墻結構基于位移的性能化抗震設計方法，并介紹了利用能力譜法對基于性能設計方法設計好的低屈服點鋼板剪力墻結構進行性能評估的方法，以驗證所設計的低屈服點鋼板剪力墻結構的合理性。
　?。?）設計了一榀兩層的低屈服點鋼板剪力墻縮尺模型，對其進行水平低周循環(huán)往復加載試驗。通過試驗著重研究低屈服點鋼板剪力墻結構的抗側剛度、延性、極限承載力、耗能，以及剪力墻板的變形和應

3、力分布等特點，分析了結構屈服后承載力的變化，墻板第一主應力傾角以及梁、柱和墻板在試驗過程中的應力變化，從而系統(tǒng)地了解低屈服點鋼板剪力墻結構的抗震性能。
　?。?）基于理論分析和試驗的基礎上，通過 ANSYS和 SAP2000兩種有限元分析軟件分別對試件進行數(shù)值模擬。在ANSYS中，采用APDL語言編寫了結構構件全部用殼單元shell181進行有限元數(shù)值模擬以考慮局部屈曲影響的命令流程序，殼單元很好地模擬了試件在試驗過程中結構構件應

4、力的變化及低屈服點剪力墻板變形的形成過程?；跅U單元和分層殼單元利用 SAP2000有限元分析軟件分析了結構整體的性能。試驗數(shù)據(jù)驗證了兩種有限元分析方法的正確性。
　?。?）基于試驗數(shù)據(jù)，參考國內(nèi)外的相關文獻以及我國《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010附錄M中對需要按地震殘余變形確定使用性能的結構的層間位移參考指標示例，對低屈服點鋼板剪力墻的性能指標進行了量化，并對相應層間位移角下結構的試驗現(xiàn)象進行了描述。在達到規(guī)范規(guī)定的

5、彈性位移角限值1/250時，墻板已接近全部屈服，而框架柱未發(fā)生屈服，整體結構基本完好；在達到規(guī)范規(guī)定的彈塑性位移角限值1/50時，墻板中心的凸起明顯，兩邊框架柱皆進入屈服，且翼緣出現(xiàn)輕微的扭曲。
　?。?）根據(jù)低屈服點鋼板剪力墻結構基于位移的抗震性能化設計方法，設計出高烈度地震區(qū)10層和30層的低屈服點鋼板剪力墻結構。按照所量化的四個性能指標分別進行抗震性能化設計，詳細地給出了10層低屈服點鋼板剪力墻結構基于性能3和性能4的設計過