半刚性框架-密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试验研究与数值分析

摘要

半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙结构是一种新型抗侧力结构体系。该体系采用螺栓连接密肋网格作为内嵌板的防屈曲构造措施，在继承了传统混凝土盖板防屈曲钢板剪力墙及焊接加劲钢板剪力墙结构优点的同时，有效克服了混凝土盖板和焊接加劲肋易于提前破坏乃至失效的问题，减轻了结构自重，消除了焊接对内嵌板造成的不利影响。目前国内外学者对该结构体系的研究较少。
　　本文首先对半刚性框架-密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试件GLRBS进行了低周往复水平加载试验研究。结果表明：半刚性框架与密肋加劲低屈服点钢内嵌板具有良好的协同工作性能，结构具有较高的极限承载力、侧向刚度，良好的延性及耗能性能；双侧密肋可有效抑制内嵌板的整体屈曲，改善内嵌板的力学性能，显著减轻了结构滞回曲线的“捏缩”现象，提高了结构的耗能能力，并有效降低了内嵌板对边框柱的附加弯矩作用，提高了结构的延性；内嵌板的“衬板效应”可有效降低结构对其自身梁柱节点转动刚度的要求。在试验研究的基础上，采用有限元分析软件ABAQUS6.12对半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙的滞回性能、应力、变形发展及破坏机制进行了参数分析。结果表明：双侧密肋加劲可有效提高结构的耗能性能、初始侧向刚度和极限承载力；梁柱节点转动刚度对结构初始侧向刚度影响较小，随着节点转动刚度的降低，结构耗能性能显著提升，极限承载力有所降低；采用低屈服点钢内嵌板可有效提高结构耗能性能和延性；随着内嵌板宽厚比的降低，结构耗能性能、初始刚度和极限承载力均显著提高，但结构刚度退化较快，延性有所降低；边柱轴压比变化对结构抗震性能影响较小。最后，本文采用有限元软件综合分析了内嵌板宽厚比、肋板刚度比及边柱弹性刚度对密肋加劲低屈服点钢板剪力墙屈曲性能的影响。结果表明：当50时，密肋网格可有效抑制内嵌板的整体屈曲；采用合适的边柱弹性刚度及肋板刚度比可有效提高内嵌板剪切屈曲应力，改善内嵌板受力性能。

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1绪论

1.1研究背景和意义

1.2研究历史及现状

1.3本文研究内容与方法

2半刚性框架-密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试验研究

2.1试验概况

2.2材性试验

2.3试验现象

2.4本章小结

3半刚性框架-密肋加劲低屈服点钢板剪力墙抗震性能分析

3.1滞回曲线

3.2骨架曲线

3.3延性

3.4刚度与承载力退化

3.5耗能能力

3.6应力分析

3.7框架柱变形

3.8受力机制

3.9破坏模式

3.10本章小结

4半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙滞回性能数值分析

4.1试验有限元模型建立

4.2试验有限元模型结果分析

4.3双侧密肋网格对结构性能影响数值分析

4.4梁柱节点转动刚度对结构性能影响数值分析

4.5内嵌板材料对结构性能影响数值分析

4.6内嵌板宽厚比对结构性能影响数值分析

4.7轴压比对结构性能影响数值分析

4.8本章小结

5密肋加劲低屈服点钢板剪力墙屈曲性能研究

5.1分析参数及有限元模型建立

5.2内嵌板屈曲模式分析

5.3内嵌板剪切屈曲应力τcr分析

5.3本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

附录