不同結(jié)構(gòu)形式鋼板剪力墻性能比較分析.pdf

1、鋼板剪力墻作為一種新型的抗側(cè)力構(gòu)件，以較高的抗側(cè)移剛度和極限承載能力、良好的位移延性和耗能能力等諸多優(yōu)點(diǎn)受到各國學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究。特別適用于抗震要求較高的高層及超高層結(jié)構(gòu)中。
　　實(shí)際工程中，鋼板剪力墻的種類很多，構(gòu)件尺寸也各不相同，影響鋼板剪力墻承載力和抗震性能的因素也很多，其主要因素是屈曲性能和抗側(cè)移剛度。目前，國內(nèi)外針對(duì)鋼板剪力墻力學(xué)性能的研究主要采用試驗(yàn)研究，還沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理論和成熟的設(shè)計(jì)方法。試驗(yàn)研究針對(duì)的試件尺寸

2、和種類有限，因此，本文采用有限元方法，對(duì)非加勁、十字加勁以及開洞開縫鋼板剪力墻在不同參數(shù)取值下的彈性屈曲性能和彈塑性抗側(cè)移性能進(jìn)行計(jì)算與分析，為鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　①運(yùn)用 ANSYS有限元軟件建模。其中梁、柱以及內(nèi)填鋼板剪力墻均采用SHELL181純殼單元建立模型，內(nèi)填板與周邊鋼框架采用剛接的連接方式。為驗(yàn)證所建模型的有效性，采用西安建筑科技大學(xué)李峰博士論文《鋼板剪力墻抗震性能的試驗(yàn)與理論

3、研究》中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立模型進(jìn)行分析，得出墻板的滯回曲線，將其與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本符合，證明本文所采用的有限元分析模型和分析方法對(duì)于本論文的分析和同類型實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析都是可取的，可以用此方法模擬和分析鋼板剪力墻在承受豎向和水平荷載作用下的彈性屈曲性能和彈塑性抗側(cè)移性能。
　　②分析非加勁、十字加勁以及開洞開縫三種鋼板剪力墻的面外彈性屈曲變形，考慮梁、柱和板的連接為剛接，且梁、柱和板協(xié)同工作；研究高厚比，

4、高寬比及加勁肋剛度比等參數(shù)取不同值時(shí)對(duì)鋼板墻彈性屈曲性能的影響，并比較了取不同參數(shù)時(shí)這三種鋼板剪力墻屈曲性能的差別。研究表明：高寬比和高厚比對(duì)鋼板墻的屈曲性能起到重要的作用；從屈曲應(yīng)力角度來看，不建議對(duì)厚板墻加勁；當(dāng)增大鋼板墻框架柱剛度的同時(shí)，鋼板墻屈曲應(yīng)力提高，也將迅速增大柱截面，本文建議通過其他方式提高鋼板墻屈曲荷載；對(duì)于十字加勁鋼板墻其肋板剛度比η取40時(shí)經(jīng)濟(jì)性最好。
　?、垩芯苛税甯吆癖?、高寬比、柱剛度、軸壓比、肋板剛度比

5、、縫間板條高寬比等參數(shù)對(duì)鋼板剪力墻抗側(cè)移性能的影響，得到取不同參數(shù)時(shí)鋼板墻的荷載—位移曲線、應(yīng)力云圖和板面外變形云圖。探討這三種鋼板剪力墻的受力機(jī)理和破壞過程，分析了內(nèi)填鋼板、加勁肋和邊框構(gòu)件的協(xié)同工作性能。研究表明：高厚比、高寬比從根本上決定鋼板剪力墻的受力性能和破壞機(jī)理，對(duì)其抗側(cè)移性能的影響非常明顯；柱有足夠的剛度才能保證內(nèi)填板拉力帶的充分發(fā)展，柱剛度對(duì)鋼板剪力墻的極限承載力和側(cè)向剛度影響均較大；設(shè)置十字加勁肋能有效降低板面外變形量