鋼框架-密肋網格復合鋼板剪力墻抗震性能試驗研究和塑性設計方法.pdf

1、針對非加勁薄鋼板剪力墻存在明顯的滯回捏縮現(xiàn)象和呼吸震顫等不足，本文提出了一種鋼框架-密肋網格復合鋼板剪力墻抗側力體系，它由周邊鋼框架、剪力墻板及密肋網格板等組成，周邊鋼框架主要承擔豎向荷載和整體傾覆力矩，密肋網格復合墻板主要承擔水平荷載，二者協(xié)同工作性能良好，是一種優(yōu)良的雙重抗側力體系，克服了薄板墻側向剛度退化嚴重和墻板面外變形顯著的缺點，具有優(yōu)良的力學性能和良好的適用性。薄鋼板剪力墻結構主要依靠剪力墻板的對角斜向拉力帶承擔水平荷載，在

2、正常使用階段墻板即發(fā)生面外屈曲，對周邊框架構件的面內剛度要求較高。基于薄鋼板剪力墻的受力和變形特點，在剪力墻板兩側設置密肋網格板以延緩墻板的面外屈曲，限制墻板的面外變形，改善結構的受力性能，降低對周邊框架構件的剛度要求，提高結構的側向剛度和耗能能力，這就形成了一種新型密肋網格復合鋼板剪力墻抗側力體系。采用理論分析、試驗研究和有限元計算相結合的方法，對本文提出的鋼框架-密肋網格復合鋼板剪力墻抗側力體系進行了系統(tǒng)研究，分析了該體系在低周反復

3、荷載作用下的滯回性能，研究了它的受力機制和破壞模式，給出了密肋網格板的剛度限值，提出了鋼板剪力墻結構基于性能的塑性設計方法，為其工程應用和推廣提供參考依據(jù)。
　　本研究主要內容包括：⑴對3榀單跨兩層和1榀雙跨兩層鋼框架-密肋網格復合鋼板剪力墻體系進行了低周反復加載試驗研究，分析了體系的側向承載能力、側向剛度及退化、延性性能、耗能能力、剪力分配、破壞機理及剪力墻板與鋼框架的協(xié)同工作性能，明確了體系的受力機制和耗能機理，為后續(xù)理論分析

4、提供了基礎。⑵基于拉桿條模型（SM）和三拉桿（TSM）模型，采用有限元分析軟件 SAP2000對試驗試件進行了靜力非線性分析（Pushover分析），通過對試件側向剛度、屈服荷載、極限荷載、塑性發(fā)展、破壞模式等進行對比分析，驗證了簡化模型的有效性和適用性，在此基礎上，做了參數(shù)分析，并為后續(xù)研究奠定基礎，便于實際工程的應用。⑶基于穩(wěn)定理論，通過理論分析并結合有限元軟件的計算，對密肋網格板的整體剛度、肋條最大間距及對穿螺栓規(guī)格和最大間距進行

5、了系統(tǒng)研究，推導了保證密肋網格復合鋼板剪力墻不發(fā)生整體面外屈曲的肋條最小剛度限值計算公式，給出了保證區(qū)格中剪力墻板不發(fā)生彈性剪切屈曲的肋條最大間距限值的建議計算公式，建議了對穿螺栓最大間距的確定方法和螺栓內力的計算公式。⑷依據(jù)能量原理，提出了鋼板剪力墻結構基于性能的塑性設計方法，并通過修正樓層剪力考慮結構的P-delta效應。該方法在設計過程中能夠充分考慮結構的非彈性性能，根據(jù)預定的破壞模式和目標位移，采用能量方程計算結構的設計基底剪力