双向蝴蝶形钢板墙抗震性能有限元研究

为进一步研究双向蝴蝶形钢板墙的抗震性能,在试验的基础上,利用通用有限元软件Abaqus进行参数模拟分析,着重研究竖向蝴蝶板和横向蝴蝶杆参数对钢板抗震性能的影响。结果表明:Abaqus软件能够较为精确地对双向蝴蝶形钢板墙试验滞回性能进行跟踪模拟;竖向蝴蝶板数量m和其蝴蝶形端部高度l与厚度t的比值β共同影响钢板墙承载力,且增大m和β,钢板承载力随之增加;横向蝴蝶杆行数n和其宽度b与厚度t的比值α对着钢板墙的耗能能力具有显著影响,且随着横向蝴蝶干数目增加,试件滞回曲线愈加饱满,总耗能量也随之提高,而当其他参数一定仅增加宽厚比时,尽管相应试件加载前期耗能性能优异,但加载后期过大的面外变形却制约其耗能能力。

蝴蝶形钢板墙-钢框架自复位结构体系抗震性能试验研究

为进一步研究蝴蝶形钢板墙-钢框架自复位结构体系的抗震性能,考虑蝴蝶板厚度对复位性能及耗能能力的影响,设计了2榀足尺不同厚度蝴蝶形钢板墙的自复位结构试件,并进行低周往复加载试验。根据试验实测数据,对试件的初始弹性抗侧刚度、滞回性能、承载力、耗能能力和复位能力等进行分析。结果表明:蝴蝶形钢板墙-钢框架自复位结构体系能够有效实现自复位功效与耗能能力的协调统一;较厚的蝴蝶钢板通过反向加载提高其抗压强度进而制约相应试件复位性能;两试件层间位移角在达到2%时,残余层间位移角随着厚度递增有所增加,除试件SC-6(6 mm蝴蝶板自复位结构试件)拉向卸载方向外,其余卸载方向残余位移角均小于0.5%,达到中震可修要求,同时大大降低修复难度;当试件层间位移角达到3%时,两试件残余层间位移角较上一级仅略微增加,且试件承载力均处于上升阶段,表明该结构在罕遇地震下依然能够有效控制残余变形且具备抗倒塌性能。

自复位钢框架-蝴蝶形钢板剪力墙体系两层结构抗震试验研究

为了研究蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系的抗震性能,对7个两层单跨1/2缩尺蝴蝶形钢板的自复位钢框架试件进行了低周反复荷载试验。根据试验结果着重分析了蝴蝶形钢板的高厚比、高宽比和蝴蝶杆层数以及试件的初始预应力等参数对试件的承载力、滞回性能、耗能能力和复位效果等性能的影响。试验结果表明:随着钢板的高厚比和高宽比的减小,试件的承载力和耗能能力增大,但残余变形随着高厚比减小而增加,且几乎不受高宽比的影响;蝴蝶杆层数越多,试件的承载力和残余变形越大,前期耗能越迅速,但最终耗能量相同;初始预应力越大,试件的承载力越大,耗能能力越弱,残余变形越小。

双向蝴蝶形钢板墙-钢框架自复位结构抗震性能试验研究

为了研究双向蝴蝶形钢板墙-钢框架自复位结构的抗震性能,对一榀足尺的内填双向蝴蝶形钢板墙的自复位钢框架试件进行了低周往复加载试验。根据试验数据着重分析了试件的承载力、滞回曲线、耗能能力和复位效果等性能。结果表明:该试件具有较好的承载力、耗能能力和变形能力,但由于内填钢板较厚,反向加载时存在较大的残余压力,并且梁柱节点区存在剪切屈服变形,因而影响了试件的复位效果。

消除框架扩展的自复位钢板剪力墙—钢框架结构抗震性能研究

普通后张拉节点(posttensioned connenction,以下简称PT节点)自复位钢板剪力墙-钢框架结构由于框柱绕梁上下翼缘转动,形成开口,导致框架"扩展",因而转动会受到框架柱以及楼板的约束,影响此节点的性能。文章采用NewZBREAKSS节点,使得框架柱只绕梁上翼缘转动,从而解决上述诸多不利影响。为深入研究NewZ-BREAKSS节点自复位钢板剪力墙钢结构的抗震性能,利用有限元软件ANSYS,分别对不同厚度的内填钢板的1组试件进行模拟,对其受力分析、滞回性能、耗能能力、复位能力等进行了理论分析。分析表明:该节点形式的自复位钢板剪力墙-钢框架结构可以基本上消除了框架"扩展"现象,改善了节点区受力状态,同时便于梁与楼板的连接;节点局部及梁跨中锚固处强度不足会导致局部变形进而造成钢绞线预应力损失,影响复位性能;随着内填钢板厚度的增加,整体结构的承载力和耗能能力大幅提高,但是复位性能会降低。

钢框架-蝴蝶形钢板墙的承载力和耗能研究

为研究新型钢框架-蝴蝶形钢板墙结构的层间抗震机理,利用ABAQUS有限元软件建立了3层(包含2个半层不连续布置蝴蝶形钢板墙的钢框架模型。应用上述模型,分析了结构的承载力、抗侧刚度、滞回性能、累积耗能等力学性能。结果表明:蝴蝶形钢板墙能够较好与钢框架协同工作,在为钢框架提供耗能的同时也提供一定的抗侧刚度;随着钢板墙厚度的增加,结构的承载能力和耗能能力都会有不同程度的增加;当框架柱的轴压比增大时,结构的极限承载力会下降。