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《清华大学》 2009年
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非加劲与防屈曲钢板剪力墙结构设计方法研究

周明  
【摘要】:抗侧力构件的选取和设计是高层建筑设计中的关键环节之一。本文针对两类抗侧力构件—非加劲和防屈曲钢板墙,在性能和设计方法方面进行了研究。 非加劲钢板墙的传统等代模型SM(1983)及MSM(2005)未具体给出墙板厚度的适应范围。分析表明,SM及MSM仅适用于薄钢板墙。为此,本文提出了非加劲钢板墙的统一等代模型USM,精细板壳有限元分析结果证明,USM有极高的精度,可适用于任意厚度的非加劲钢板墙。 对两层单跨的三种钢板墙结构—钢框架+非加劲钢板墙、钢框架+组合钢板墙、钢框架+防屈曲钢板墙,本文进行了精致的对比试验研究。结果显示,防屈曲钢板墙不仅自身性能优越,而且对周边框架的不利作用要远低于其它两种钢板墙。钢框架+防屈曲钢板墙结构的性能优越性在本次试验中得到很好的体现。 在深入分析防屈曲钢板墙受力机理的基础上,提出了防屈曲钢板墙的等代模型BSM。该模型采用了与非加劲钢板墙USM相同的形式,只是剪切作用的比例有所不同。分析证明,BSM在推覆分析、框架弹性内力、弹塑性时程分析等方面都有良好的计算精度。 对于非加劲钢板墙,墙板拉力场的开展依赖于边柱弯曲刚度。但前人提出的经典阈值刚度只适应于极薄的墙板。本文将经典阈值刚度修正为适用于任意厚度墙板对边柱的刚度要求。对于防屈曲钢板墙,其承载力的发挥基本不依赖于边柱刚度。实际设计中,可不必再对边柱截面惯性矩提出限制。 在框架和钢板墙组成的双重抗侧力体系中,由于钢板墙良好的延性,其框架部分的剪力分担率不适合再沿用混合结构(框架+砼核心筒)的规定。为此,提出并验证了一种钢板墙结构的协同工作模型,为研究大震阶段框架部分的剪力分担率打下了基础。 计算表明,非加劲钢板墙在受到预压力后,对抗侧确有不利影响。因此墙板与边框架的焊接或终拧应尽可能滞后于主结构。当上述原则不能实现时,建议对其受剪承载力进行折减,同时给出了简化折减计算公式。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TU973.16

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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