基于疊紙機(jī)構(gòu)原理的折痕鋼板剪力墻：耗能機(jī)理及抗震性能研究.pdf

1、隨著建筑工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，裝配式框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣，鋼板剪力墻對(duì)其發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。大量的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究表明平板式鋼板剪力墻能提升框架的抗側(cè)剛度和一定的抗震性能，可適用于高烈度地震地區(qū)的結(jié)構(gòu)。但鋼板剪力墻在側(cè)向荷載作用下容易過(guò)早發(fā)生面外屈曲，屈曲后的承載力和延性較差。本文根據(jù)平板式鋼板剪力墻拉力帶的受力耗能機(jī)制，基于疊紙機(jī)構(gòu)原理提出了新型的折痕鋼板剪力墻。折痕鋼板剪力墻由多個(gè)疊紙機(jī)構(gòu)單元按照一定順序排列組合而成。疊紙

2、機(jī)構(gòu)在荷載作用下，折痕將產(chǎn)生機(jī)械鉸。而當(dāng)將疊紙機(jī)構(gòu)單元應(yīng)用于鋼板剪力墻時(shí)，鋼板剪力墻在側(cè)向荷載作用下，折痕可引導(dǎo)塑性鉸線的出現(xiàn)，從而提高鋼板剪力墻在地震作用下吸收能量的能力。本文針對(duì)折痕鋼板剪力墻的力學(xué)性能及滯回特性進(jìn)行了研究，探究其在側(cè)向荷載作用下的塑性變形過(guò)程及受力機(jī)理，得出相關(guān)結(jié)論。
　　本文首先提出4種疊紙機(jī)構(gòu)形式，對(duì)疊紙機(jī)構(gòu)及折痕鋼板剪力墻進(jìn)行形態(tài)分析。分析疊紙機(jī)構(gòu)單元在荷載作用下的變形趨勢(shì)，并考察疊紙機(jī)構(gòu)能否引導(dǎo)折痕鋼

3、板剪力墻發(fā)生折疊式變形。最終選擇Ⅳ型疊紙機(jī)構(gòu)作為折痕鋼板剪力墻的組成單元。較于平板式鋼板剪力墻，試件WIV-45°的極限承載力被削弱了近10％，但延性提升了近8倍。
　　其次，將Ⅳ型疊紙機(jī)構(gòu)單元按照一定規(guī)律組成折痕鋼板剪力墻，通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)其進(jìn)行彈塑性屈曲分析，考察單元尺寸、單元矢跨比、單元放置角度及鋼板的板幅變化時(shí)，對(duì)折痕鋼板剪力墻初始剛度、極限承載力及延性的影響。根據(jù)彈塑性屈曲分析結(jié)果，給出單元參數(shù)的建議取值范圍。
　　

4、對(duì)折痕鋼板剪力墻的滯回特性開(kāi)展研究。通過(guò)對(duì)比折痕鋼板剪力墻的滯回曲線、骨架曲線以及耗能系數(shù)等特征參數(shù)，分析疊紙機(jī)構(gòu)單元的參數(shù)變化對(duì)折痕鋼板剪力墻滯回性能影響。各試件耗能系數(shù)均接近2.0，說(shuō)明疊紙機(jī)構(gòu)的引入可提升鋼板剪力墻的力學(xué)性能及耗能性能。特定板幅的折痕鋼板剪力墻，應(yīng)當(dāng)選擇合適的單元尺寸、單元矢跨比及單元放置角度，從而得到耗能性能和力學(xué)性能均較好的鋼板剪力墻。
　　最后，本文對(duì)折痕鋼板剪力墻-框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，考察折痕鋼板剪力墻