加劲肋对VV-SPSW剪切屈曲性能影响分析

采用有限元软件ANSYS10.0对多组VV-SPSW模型进行数值模拟,分析了肋板刚度比、加劲肋根数、加劲肋数量等对VVSPSW剪切屈曲性能的影响,并给出了VV-SPSW的加劲肋设计的合理建议,为同类工程问题的研究提供了参考依据。

侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题,提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙.基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型,推导了弹性初始刚度及承载力公式,并给出弹性屈曲临界荷载计算公式;采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析,验证了理论公式的有效性;研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响.研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高;为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲,圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求;随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大,钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长;侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小;在侧向荷载作用下,当直径大于30 mm时,侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲;侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式,即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.

竖向连接竖向加劲钢板墙弹性剪切屈曲性能分析

采用有限元软件ANSYS 10.0对多组竖向连接竖向加劲钢板墙(VV-SPSW)模型进行剪切荷载作用下的弹性屈曲分析,研究肋板刚度比、钢板厚度与跨高比、加劲肋根数与截面、肋间宽厚比等因素对VV-SPSW模型剪切屈曲性能的影响,探讨提高VV-SPSW临界剪切屈曲应力的方法。给出VV-SPSW剪切整体屈曲与局部屈曲的界限刚度比的取值范围,以及肋间宽厚比的合理取值区间。

大型双钢管约束屈曲支撑试验研究

提出了一种结构新颖的约束屈曲支撑结构。该支撑采用Q235钢,内芯为端部内侧设置有加劲肋和加劲板的钢管,外围约束构件为普通钢管。通过对全长15 m的足尺试件施加低周拉压往复循环荷载,研究其受力性能与滞回耗能能力。试验结果表明:该约束屈曲支撑承载能力和滞回性能表现良好,可作为承载型约束屈曲支撑运用于实际工程。同时发现内加劲肋起始点是该约束屈曲支撑最薄弱的部位,若需将该约束屈曲支撑作为耗能阻尼器,则仍需对内置加劲肋进行改进。

盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙滞回性能分析

为了研究盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙屈曲后性能与滞回性能,通过改变盖板相似比、盖板高厚比,对盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙进行了有限元单调加载与循环加载分析。结果表明:盖板加强斜加劲薄钢板剪力墙具有较好的抗侧力能力及优良的耗能能力,通过合理地调整盖板的几何参数可以充分发挥薄钢板墙的耗能能力;盖板相似比越大,內填钢板越稳定,结构抗侧刚度与耗能能力越强。相对来说,盖板相似比不小于0.5时,抗侧刚度与耗能能力增幅较大;盖板的高厚比存在一个临界值,在达到临界值后,盖板仅作为次要结构,在加载过程中基本处于弹性阶段,对结构抗剪性能与滞回性能影响较小。

钢箱梁受压板肋加劲板弹性屈曲性能研究

为了研究钢箱梁板肋加劲板的受压弹性屈曲性能,按规范要求设计了板肋加劲板算例,分别采用有限元方法与经典理论公式对板肋加劲板的受压弹性稳定性能进行分析与比较。结果表明,当最佳刚度比大于板肋与盖板刚度之比,数值分析结果与经典理论公式的计算结果吻合良好;当最佳刚度比小于板肋与盖板刚度之比后,由于加劲板的实际屈曲失稳形态与经典理论公式的推导假定不再相同,计算结果差异随二者刚度之比的增大而迅速增大;对于钢箱梁中常用的板肋加劲板,盖板长宽比在0~1.5范围内变化,加劲板屈曲应力随比值增大而急速减小;盖板长宽比大于1.5后,加劲板屈曲应力曲线趋于平稳。

钢板剪力墙结构竖向防屈曲简化设计方法

采用能量原理推导了设置竖向加劲肋钢板墙的弹性屈曲应力的简化计算公式,并根据理论公式进行了参数分析,研究了钢板高宽比、加劲肋数量、加劲肋与钢板刚度比以及加劲肋与钢板面积比等参数对钢板墙竖向屈曲荷载的影响。简化公式计算结果与有限元计算结果吻合良好。研究表明,在钢板墙高宽比确定的情况下,加劲肋与钢板的刚度比是影响加劲板竖向屈曲荷载的主要因素,加劲肋与钢板的面积比对加劲板屈曲荷载的影响较小,加劲肋端部与周边框架不连接的钢板墙优于加劲肋端部与周边框架连接的钢板墙。

内置加劲肋钢板-混凝土组合剪力墙轴压性能研究

为研究钢板两侧设置竖向加劲肋对内置钢板-混凝土组合剪力墙轴压性能的影响,设计了2个相同尺寸的组合剪力墙试件,分别为钢板两侧设置和未设置竖向加劲肋。对2个试件进行轴压性能试验,对比分析其破坏形态、位移、刚度退化、应变等。试验结果表明:钢板两侧设置竖向加劲肋使剪力墙的轴压承载力提高13.38%,刚度退化减缓,外侧混凝土破坏程度减轻。与未设置加劲肋钢板相比,钢板两侧设置加劲肋板能有效地推迟钢板的屈曲进程。对2个试件进行了加载全过程的数值分析,数值分析曲线与试验曲线吻合较好;利用提出的轴压承载力计算公式得到的计算值与试验值吻合较好。

纵横加劲防屈曲低屈服点钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

对一榀缩尺比为1∶3的单跨双层半刚性框架-纵横密肋加劲防屈曲低屈服点钢板剪力墙结构进行了低周往复加载试验。从滞回性能、承载力、刚度、耗能能力、结构延性及破坏模式等方面对纵横加劲的防屈曲性能及低屈服点钢内嵌板的工作性能进行评价。研究结果表明:纵横密肋有效延缓了内嵌板的屈曲,提高了结构的延性和极限承载力;低屈服点钢内嵌板与半刚性框架具有良好的协同工作性能,内嵌板采用低屈服点钢可有效提高结构的延性和耗能性能;整体结构具有理想的破坏模式,试件破坏主要由内嵌板的区格内局部屈曲、撕裂和框架塑性铰的形成控制。

不同面外约束下带缝钢板剪力墙的抗剪性能研究

采用有限元软件ABAQUS,考虑几何非线性和面外初始缺陷的影响,对比分析钢筋混凝土板约束、刚性板约束以及无面外约束的带缝钢板剪力墙在水平荷载作用下的刚度、抗剪承载力、延性和耗能能力,并研究面外约束对带缝钢板的应力分布和面外屈曲的影响。结果表明:钢筋混凝土板可以抑制带缝钢板的弹性屈曲,降低带缝钢板的拉力带效应,提高带缝钢板剪力墙的延性、抗剪承载力和耗能能力。为了使钢筋混凝土板能更好地约束带缝钢板的面外屈曲,建议在剪力墙的小变形阶段,混凝土板不参与抗剪。