非加勁薄鋼板剪力墻性能試驗(yàn)與設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、鋼板剪力墻因具有較大的初始剛度、良好的抗震性能以及施工快速等優(yōu)點(diǎn)，已開始在高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系中得到應(yīng)用，并向利用屈曲后強(qiáng)度的薄鋼板剪力墻方向推廣。目前，美國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范AISC-3412005以及其鋼板剪力墻設(shè)計(jì)指南，加拿大CANCSA S16-01均對(duì)利用屈曲后強(qiáng)度的非加勁薄鋼板剪力墻做了設(shè)計(jì)規(guī)定；我國雖有鋼板剪力墻相應(yīng)設(shè)計(jì)條文，但其原理未考慮利用屈曲后強(qiáng)度，太保守。由于研究趨勢越來越傾向于利用鋼板剪力墻屈曲后形成的拉應(yīng)力場進(jìn)行耗

2、能，現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范在此的不足制約了其應(yīng)用。因此，應(yīng)深入開展研究利用薄鋼板剪力墻屈曲后強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法，從而推廣此類抗震性能良好的新型結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用。
　　 為研究非加勁薄鋼板剪力墻在水平力作用下的抗側(cè)性能，提出利用其屈曲后強(qiáng)度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，本文以理論分析和試驗(yàn)研究作為基礎(chǔ)，采用有限元分析作為主要的手段，對(duì)非加勁薄鋼板剪力墻的抗剪承載力、抗側(cè)剛度變化、拉應(yīng)力場、非線性性能以及邊緣梁柱的剛度進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析研究。本文主要完成了以下

3、幾項(xiàng)工作：(1)對(duì)比各國規(guī)范的設(shè)計(jì)方法，基于本文試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)非加勁鋼板剪力墻墻板的抗剪承載力進(jìn)行了比較分析；(2)對(duì)4個(gè)1:3比例三層非加勁鋼板剪力墻進(jìn)行了抗側(cè)性能的試驗(yàn)研究，并采用ANSYS分析軟件建立試驗(yàn)的有限元模型，將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果予以比較分析，驗(yàn)證有限元分析方法的有效性與準(zhǔn)確性；(3)通過有限元參數(shù)化分析，對(duì)邊緣柱剛度，墻板高厚比λ以及跨高比L/h三個(gè)主要影響非加勁鋼板剪力墻抗剪承載力的因素進(jìn)行了研究；(4)基于有限元

4、分析結(jié)果，研究非加勁薄鋼板剪力墻在正常使用以及罕遇地震下的設(shè)計(jì)方法與構(gòu)造要求。
　　 以上研究工作所得主要結(jié)論有：(1)試驗(yàn)研究表明非加勁薄鋼板剪力墻在水平力作用下較早屈曲，表現(xiàn)出非線性性能，屈曲后仍有較高的承載力；基于試驗(yàn)結(jié)果的規(guī)范設(shè)計(jì)對(duì)比分析同樣驗(yàn)證了現(xiàn)有中國設(shè)計(jì)規(guī)范的不足；(2)本文建立的有限元模型能夠較準(zhǔn)確模擬非加勁薄鋼板剪力墻在水平力作用下的相關(guān)抗側(cè)性能；(3)提出了非加勁鋼板剪力墻邊緣梁柱面內(nèi)剛度、邊緣柱面外剛度的要