屈曲约束开缝钢板剪力墙性能研究

通过分析四块屈曲约束开缝钢板剪力墙实验各参数,印证了对普通开缝钢板剪力墙所提出的初始刚度和极限承载力设计公式同样适用于屈曲约束开缝钢板剪力墙.由于面外约束构件的作用,屈服承载力应取开缝条带全截面屈服时刻而不是边缘屈服时刻.分析了第二刚度与第一刚度的相互关系,提出了屈曲约束开缝钢板剪力墙的双折线滞回模型.

梁转动对屈曲约束开缝钢板剪力墙受力性能影响试验研究

分别采用可以为墙体提供不同上下边界约束条件的加载框架,对2个单层单跨屈曲约束开竖缝钢板剪力墙试件进行拟静力试验,研究不同墙体布置情况下由于梁转动导致的对墙体破坏模式、初始刚度、耗能能力和累积塑性变形能力等的影响。试验结果表明:梁转动不但会加速墙体发生屈曲破坏,而且还会削弱其初始刚度、耗能能力以及累积塑性变形能力,其中,梁转动对初始刚度的削弱程度与梁转动影响系数成正比,且若要保证发挥至少85%的初始刚度,则必须限制梁转动,使得梁转动影响系数(定义梁转动影响系数为墙体屈服时刻梁转角和屈服层间位移角的比值)不超过0.18。此外,两侧约束部件对钢板面外约束不足也会限制其耗能能力的发挥。

梁转动对屈曲约束开缝钢板剪力墙受力性能影响有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,研究梁转动对屈曲约束开缝钢板剪力墙受力性能的影响,并以钢板与两侧约束部件的间隙Δc为参数,针对开缝墙面外约束条件进行分析。结果表明:在其它条件不变的情况下,开缝墙初始刚度以及耗能能力均与梁转动刚度成正比,与梁转动影响系数λ(λ为开缝墙屈服时刻梁转角与屈服层间位移角的比值)成反比,当λ<0.18时,初始刚度可达到理想条件下的85%,而当λ>2.00时,能量耗散系数至少下降25%;开缝墙滞回曲线饱满程度以及屈服荷载均与面外约束缺陷因子η成反比,η为Δc与两侧约束部件(钢筋混凝土板)所需最小厚度tc,min的比值,当η<0.22时,开缝墙能够先于屈曲达到屈服,滞回曲线饱满,屈服荷载没有降低,而当η≥1.30时,开缝墙则较早发生面外屈曲,导致滞回曲线捏拢严重,屈服荷载下降25%。根据上述分析结果,由试验结果算得λ及η(分别取λ=0.40,η=0.30和λ=1.00,η=0.23),得到的有限元曲线与试验曲线吻合较好。

异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

为探索异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙的抗震性能,设计制作了1个缩尺比为1∶1.5的单跨单层试件以及1个非加劲对比试件,对其进行水平低周往复加载下的抗震性能试验。结果表明,异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙抗侧承载力较大,延性较好,极限位移角达1/25,塑性变形能力较强;试件的破坏模式、屈服承载力、峰值承载力、延性系数、耗能能力以及应变水平等有较好的提高与改善。

限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能

为研究开缝对钢板剪力墙在横向力作用下的刚度、承载力、延性和滞回性能的影响,便于工程师在结构设计时对构件力学性能进行调整.采用ANSYS软件研究了在限制钢板出平面屈曲的情况下缝间小柱宽度b对开缝钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,分析开缝钢板剪力墙的受力机理.研究结果表明:在限制钢板出平面屈曲的情况下,开缝钢板剪力墙各缝间小柱受力状态相近,且随其高宽比α变化有两种受力模式;开缝形式会影响开缝钢板剪力墙中框架对钢板的作用;改变开缝形式会影响钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力,但不能对二者进行分别调整.

两侧边开缝钢板剪力墙弹性屈曲分析

提出一种新型的两侧边开缝的钢板剪力墙,并对其两侧边有无加劲肋的两种结构形式进行有限元弹性屈曲分析,分别讨论其临界屈曲荷栽和屈曲模态。对两侧无加劲肋的钢板剪力墙,给出用于其设计的屈曲系数公式,对两侧有加劲肋的钢板剪力墙给出具有参考价值的设计建议。

木盖板屈曲约束钢板剪力墙抗震性能有限元分析

以木盖板屈曲约束钢板墙试验模型为基础建立ABAQUS有限元模型,将得到的有限元结果与试验试件的受力特性、承载能力等特征对比验证模型可靠性,并选取木盖板连接螺栓排布方式、木盖板厚度和高厚比等影响结构抗震性能的因素,做参变分析;研究结果表明:木盖板与内填钢板连接螺栓间距减小,结构的极限承载力呈现增大的趋势,木盖板对内填钢板的面外约束作用越明显;高厚比对该结构的影响非常显著,木盖板厚度也是影响钢板墙抗震性能的主要因素.

四边连接开洞屈曲约束钢板墙简化分析模型

为简化四边连接开洞屈曲约束钢板墙结构的建模、分析和设计,提出采用等效多斜杆模型作为四边连接开洞屈曲约束钢板墙的等代模型。确定了合理的杆件数量、位置和斜杆截面面积分配比例。基于刚度和承载力等效原则给出了斜杆截面面积和等效材料强度的计算公式。利用有限元方法对四边连接开洞屈曲约束钢板墙和等效多斜杆模型进行了分析对比,验证了等效多斜杆模型的准确性。结果表明:提出的等效多斜杆模型不仅能够准确模拟四边连接开洞屈曲约束钢板墙的受力过程,还能较好地模拟开洞屈曲约束钢板墙对边缘构件的传力,结构的初始刚度、屈服承载力、荷载-位移曲线和边缘构件的内力大小与分布均符合较好,可以作为四边连接开洞屈曲约束钢板墙的等代模型进行结构分析与设计。

不等高开缝钢板剪力墙屈曲分析

开缝钢板剪力墙具有延性好、耗能性能稳定以及能削弱拉力带效应等优点。剪力墙中开设的竖缝将整个内嵌钢板分割成若干条竖向墙肢,使开缝钢板剪力墙主要通过墙肢的面内弯曲,在墙肢两端形成塑性铰耗能。针对两种不等高类型开缝钢板剪力墙进行屈曲分析,考察开缝斜率对钢板剪力墙屈曲性能的影响。分析结果表明,相对于缝高斜率为零的等高开缝钢板剪力墙,不等高开缝钢板剪力墙的抗侧刚度和极限承载力得到显著提高。"梭型"开缝试件边缘墙肢应力较为集中。"蝶型"开缝试件应力分布较为均匀,特别是缝高斜率为0.39的试件,墙肢几乎同时屈服,能较好发挥中间墙肢耗能性能。

开缝薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

作为一种新型的抗侧力构件,开缝薄钢板剪力墙以弯曲链杆为主要的耗能构件,在不需要强大加劲体系的前提下,使弯曲弹塑性变形主要集中在弯曲链杆的顶部和底部,从而实现延性耗能.通过两片开缝薄钢板墙低周反复荷载试验,系统地研究了开缝薄钢板墙的破坏过程和破坏机理,得到了承载力,侧移刚度,延性和耗能能力等指标.试验结果表明,开缝薄钢板墙的承载力和侧移刚度能满足正常使用阶段要求,当内填板的整体面外屈曲、缝间板条和边缘加劲肋的弯扭屈曲不先于弯曲链杆的端部弯曲屈服时,开缝薄钢板墙有很好的延性和耗能能力,是一种理想的水平抗侧力构件.

Ⅰ形大高宽比屈曲约束钢板剪力墙的试验和理论研究

屈曲约束钢板剪力墙具有刚度大、抗震性能好、适用范围广的优点,大高宽比屈曲约束剪力墙可用于钢结构住宅等剪力墙尺寸受限制的建筑中。提出一种新型大高宽比屈曲约束钢板剪力墙,并对4组这种屈曲约束钢板剪力墙的缩尺模型进行单调加载和循环加载试验,并与一组纯钢板剪力墙进行对比。试验结果证明,预制混凝土板可以有效地对钢板平面外屈曲进行约束,从而大大提高钢板剪力墙的承载力和耗能性能。还通过理论研究,得到这种屈曲约束钢板剪力墙初始刚度和屈服承载力的理论公式。通过试验结果、理论公式以及有限元分析结果的对比,验证理论公式的正确性。

大高宽比屈曲约束组合钢板剪力墙的试验研究

组合钢板剪力墙具有刚度大、抗震性能好、适用范围广的优点,大高宽比组合剪力墙可用于钢结构住宅等剪力墙尺寸受限制的建筑中。本文对4组不同尺寸的大高宽比组合钢板剪力墙进行了单调加载和循环加载试验,并与一组纯钢板剪力墙进行了对比。试验结果证明,预制混凝土板可以有效地对钢板的平面外屈曲进行约束,从而大大提高组合钢板剪力墙的承载力和耗能性能;同时,试验结果与有限元分析的结果吻合良好,为组合钢板剪力墙的理论分析提供了依据。

带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种带竖向隔板的屈曲约束钢板剪力墙,通过角钢加劲肋的设置在内嵌钢板与外围约束混凝土板之间形成间隙,并在内嵌钢板中部设置竖向隔板。采用1/3缩尺模型,对该新型钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、等效刚度、承载力退化及耗能能力等性能进行研究。利用ABAQUS对试件进行了有限元模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明,由于该新型钢板剪力墙设置竖向隔板,避免了内嵌钢板的整体屈曲,延缓了混凝土板的破坏,改善了剪力墙的受力性能,是一种性能优越的新型钢板剪力墙。

四边简支开缝钢板剪力墙抗剪静力性能研究

采用ANSYS软件分析了四边简支的钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙在静荷载作用下的力学性能,及影响其极限承载力和初始刚度的主要因素.分析了初始缺陷、边长比、宽厚比及缝间小柱的几何特征(缝间小柱高宽比和开缝宽度)对四边简支开缝钢板剪力墙极限承载力和初始刚度的影响;此外对四边简支的钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙的抗剪静力性能进行了比较.

带缝钢板剪力墙的承载力和开缝参数研究

介绍了带缝钢板剪力墙的屈服承载力、极限承载力、屈曲承载力的理论计算公式,对承载力理论计算公式进行了比较和分析,并在大量的有限元计算结果基础上,得到了确保带缝钢板剪力墙＂先塑性后屈曲＂的构造措施以及钢板墙外围尺寸和开缝参数的设计建议值。结果表明：考虑材料强化对带缝钢板剪力墙的极限承载力有近10%的提高;中间壁高度会影响柱状部的塑性发展程度;竖缝对钢板剪力墙的屈曲荷载有30%~40%的降低影响。

开缝钢板剪力墙的理论分析与数值模拟

开缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,具有良好的延性和稳定的滞回性能,本文在理论分析的基础上,对开缝钢板剪力墙初始弹性刚度以及极限承载力估算公式进行了修正,利用公式对不同尺寸、开缝形式的开缝钢板墙进行了计算,并进行了非线性有限元分析。与试验结果对比表明,修正后的理论公式和有限元分析能够较好预估面外变形较小的墙板的性能,对墙板的极限承载力的估计值也能与试验值较好吻合,有限元结果很大程度上高估墙板的初始刚度。本文的分析和结论为开缝钢板剪力墙的数值模拟与手算复核提供了建议和依据。

开缝和不开缝钢板混凝土剪力墙抗剪性能研究

为了避免钢板混凝土组合剪力墙中钢板出现剪切屈曲,同时也能调整结构的刚度,通过在钢板上开竖缝,基于ANSYS有限元程序,分析钢板边长比、高厚比及侧向混凝土板厚度对未开缝钢板混凝土组合剪力墙的极限承载力和刚度的影响;研究钢板边长比、高厚比、侧向混凝土板厚度及缝间小柱高宽比对开缝钢板混凝土组合剪力墙抗剪承载能力和初始刚度的影响,比较开缝和不开缝钢板混凝土组合剪力墙的抗剪性能.结果表明:混凝土板作为侧向约束的存在显著地提高了钢板混凝土剪力墙的极限承载力;钢板开缝后其极限承载力虽有所降低,但通过改变开缝特征调节了其极限承载力和初始刚度;边长比、高厚比和钢板开缝显著地影响剪力墙的极限承载力.

装配式梁柱铰接钢框架-屈曲约束钢板剪力墙体系抗震性能有限元分析

将梁柱铰接钢框架与屈曲约束钢板剪力墙相结合是一种新型的抗震结构体系。铰接框架体系承担竖向荷载,屈曲约束钢板剪力墙体系承担水平荷载,受力明确,构造简单,更适合装配化施工及建筑工业化要求。为研究该体系的动力特性和抗震性能,采用有限元软件进行弹性分析和动力时程分析,并与刚接框架-屈曲约束钢板剪力墙体系、刚接框架-普通钢板剪力墙体系进行比较。分析时屈曲约束钢板剪力墙采用混合"4-6"杆系模型进行模拟。分析结果表明,该体系在8度(0.2g)抗震设防烈度下具有良好的抗震性能,能够满足"三水准"的抗震设防要求,但在8度(0.3g)抗震设防烈度时,底层柱端出现塑性铰。当梁柱截面相同时,刚接框架的基底剪力较大且底层柱过早出现塑性铰。因此,铰接框架-屈曲约束钢板剪力墙体系表现出更优良的动力性能。

具有面外变形空间的屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出了一种新型具有面外变形空间的屈曲约束钢板剪力墙,通过角钢加劲肋的设置在内嵌钢板与外围约束混凝土板之间形成间隙。采用1/3缩尺模型,对该新型钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回特性、骨架曲线、延性性能、等效刚度及耗能能力等性能进行研究,并与普通侧边加劲平钢板剪力墙试件进行对比,揭示了两类钢板墙的受力差异以及内嵌钢板与混凝土板之间间隙的作用与意义。结果表明,该新型钢板剪力墙显著提高了平钢板剪力墙的极限承载力、刚度、延性及累积耗能,内嵌钢板在试验结束后保持基本完整,是一种性能优越的新型钢板剪力墙。

装配式自复位钢框架-开缝钢板剪力墙结构试验研究

提出了一种新型带有开缝钢板剪力墙的装配式自复位钢框架结构,设计并完成该结构在低周往复荷载作用下的拟静力试验,研究其刚度、耗能性能、破坏模式以及复位能力。结果表明:该结构具有良好的开口闭合机制,震后自复位并通过更换钢板墙快速恢复主体结构功能。结构初始刚度高,耗能能力优。在水平荷载作用下,钢板剪力墙进入屈曲耗能,有效地保护框架主体结构。在达到规范规定弹塑性层间位移角限值1/50时试验结束,自复位钢框架基本处于弹性状态,残余开口较小,且试验过程中最大索力远小于屈服索力,为该结构能够承受更大的地震作用提供良好基础。