低屈服點(diǎn)鋼板剪力墻力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來,國內(nèi)外許多學(xué)者對鋼板剪力墻的力學(xué)性能進(jìn)行了研究,大部分采用普通鋼材作為內(nèi)填鋼板,但針對以低屈服點(diǎn)鋼材作為內(nèi)填鋼板的低屈服點(diǎn)鋼板墻的研究并不多見。本文以力學(xué)性能分析為理論基礎(chǔ),采用ANSYS有限元分析軟件對低屈服點(diǎn)鋼板墻進(jìn)行數(shù)值分析,研究其內(nèi)填鋼板彈性及彈塑性屈曲性能和鋼板墻的抗側(cè)剛度、抗剪承載力及滯回性能,并考察了內(nèi)填鋼板對邊緣框架柱穩(wěn)定性的影響,為低屈服點(diǎn)鋼板墻在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供理論和設(shè)計依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:

2、
　　(1)首先分析了低屈服點(diǎn)鋼板墻的受剪屈曲應(yīng)力,研究發(fā)現(xiàn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)附錄四中規(guī)定的普通非加勁鋼板墻屈曲應(yīng)力計算方法不能直接適用于低屈服點(diǎn)鋼板墻,并針對低屈服點(diǎn)鋼板墻受剪屈曲應(yīng)力提出了建議計算方法。
　　(2)對于相同大小的水平剪力,當(dāng)鋼板墻采用相同的邊緣框架時,采用低屈服點(diǎn)鋼板墻設(shè)計的內(nèi)填鋼板厚度將大于普通鋼板墻,使低屈服點(diǎn)鋼板墻內(nèi)填鋼板的屈曲應(yīng)力大于普通鋼板墻,內(nèi)填鋼板更多的通過屈

3、曲前純剪切抗側(cè);鋼板墻內(nèi)填鋼板屈曲前抗側(cè)剛度比屈曲后抗側(cè)剛度約大28.2％;因此,實(shí)際工程中采用低屈服點(diǎn)鋼板墻將得到更大的初始抗側(cè)剛度,有利于整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)。
　　(3)低屈服點(diǎn)鋼板墻的抗側(cè)性能可以通過疊加內(nèi)填鋼板和邊緣框架獲得,分析邊緣框架的抗側(cè)性能時需特別注意:無論內(nèi)填鋼板屈曲前純剪抗側(cè)或屈曲后拉力帶抗側(cè),均會對受壓側(cè)框架柱產(chǎn)生不容忽視的軸壓力,邊緣框架總塑性鉸彎矩值將減小,從而降低邊緣框架的抗剪承載力,但不會影響邊緣框架的抗

4、側(cè)剛度。
　　(4)鋼板墻內(nèi)填鋼板屈曲后會對邊緣框架柱產(chǎn)生很大的附加彎矩和附加軸力,影響邊緣框架柱的穩(wěn)定性,邊緣框架失穩(wěn)將導(dǎo)致內(nèi)填鋼板斜拉力帶不能充分發(fā)展。研究結(jié)果顯示在單向水平荷載作用下,采用低屈服點(diǎn)鋼板墻相比普通鋼板墻可大大減小對邊緣框架柱的附加作用,從而降低邊緣框架柱的損壞等級,保證結(jié)構(gòu)整體的安全性。
　　(5)低屈服點(diǎn)鋼板墻在循環(huán)往復(fù)荷載下的滯回環(huán)比普通鋼板墻飽滿,其極限承載力不如普通鋼板墻,但延性和耗能性能優(yōu)于普通

5、鋼板墻。低屈服點(diǎn)鋼板墻的滯回環(huán)飽滿程度及耗能性能不受內(nèi)填鋼板高寬比的影響,當(dāng)鋼板墻高度一定時,結(jié)構(gòu)在循環(huán)往復(fù)荷載下的極限承載力隨內(nèi)填鋼板寬度增加而增大;薄鋼板墻的延性與內(nèi)填鋼板高寬比無關(guān),但厚鋼板墻延性隨高寬比的增大而有所降低。
　　(6)中跨內(nèi)填鋼板的嵌入能較大程度的削弱地震動對框架梁的作用,但會增加對中跨柱的作用,滿足內(nèi)填鋼板邊框柱的剛度要求是保證鋼框架-鋼板剪力墻充分發(fā)揮作用的前提;采用低屈服點(diǎn)鋼材作為內(nèi)填鋼板的鋼框架-低屈