收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

方钢管混凝土框架-开洞钢板剪力墙抗震性能研究

马尤苏夫  
【摘要】:钢板剪力墙具有承载力高、延性优异、滞回性能稳定、施工便捷等优点,通常用于高层和超高层建筑中。采用方钢管混凝土柱作为钢板剪力墙的竖向边缘构件,可将钢管混凝土与钢板剪力墙的优势结合,充分发挥二者的结构性能。钢板剪力墙常需为门窗、设备管道等开设洞口,满足建筑功能的需求。开设洞口对钢板剪力墙结构的抗震性能和破坏机制均会产生一定的影响。本文采用试验研究与理论研究相结合的方法,对中部开洞、单侧开洞和两侧开洞三种方钢管混凝土边框-开洞钢板剪力墙的抗震机理进行了研究。主要成果如下:(1)分别进行了中部开洞、单侧开洞及两侧开洞三种开洞形式的方钢管混凝土框架-开洞钢板剪力墙结构的低周往复荷载试验,作为比较,还进行了一个方钢管混凝土框架-未开洞薄钢板剪力墙结构的低周往复荷载试验,研究了开洞钢板剪力墙和未开洞薄钢板剪力墙结构的抗震性能。结果表明,试验试件具有良好的刚度、承载力和延性。开洞钢板剪力墙与未开洞薄钢板剪力墙均能够充分发挥钢板剪力墙的屈曲后强度。开洞钢板剪力墙与未开洞薄钢板剪力墙的滞回曲线呈反S型,滞回性能稳定,延性较好。试验试件具有理想的破坏模式,在循环荷载作用下,钢板剪力墙角部、中部先发生撕裂,随后由于柱脚形成塑性铰导致试件破坏。表明方钢管混凝土框架-开洞钢板剪力墙结构是一种良好的双重抗侧力体系。(2)采用ABAQUS6.10有限元分析软件对试验模型进行有限元建模,通过有限元结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性。利用有限元软件对开洞钢板剪力墙的滞回性能、应力、变形发展及破坏机制进行了研究。结果表明,增大钢板剪力墙的宽高比或减小宽厚比,均可提高结构的初始刚度、承载力和耗能能力。轴压比对钢板剪力墙结构的初始刚度影响较小,增大轴压比将降低结构的承载力和耗能能力。钢板剪力墙的开洞率越大,结构的承载力越低,随着开洞率的增大,中部开洞钢板剪力墙的耗能能力降低,侧边开洞钢板剪力墙的耗能能力提高。洞口高度比对中部开洞钢板剪力墙的初始刚度和耗能能力影响较小,增大洞口高度比将降低结构的水平承载力。(3)基于轴力和钢板剪力墙拉力场作用下竖向边缘构件的挠度微分方程,得到了考虑竖向边缘构件变形影响的钢板剪力墙承载力公式。计算结果表明,竖向边缘构件抗弯刚度对钢板剪力墙性能影响较大,轴力对钢板剪力墙性能影响很小。在工程应用中可忽略竖向边缘构件的轴力对钢板剪力墙承载能力的影响。国内外的研究成果中尚未提出充分发挥拉力场作用所需的钢管混凝土竖向边缘构件的刚度限值计算公式,根据竖向边缘构件柔度系数对钢板剪力墙承载力的影响,提出了方钢管混凝土柱作为开洞钢板剪力墙竖向边缘构件时的刚度限值。方钢管混凝土竖向边缘构件满足该公式要求时,开洞钢板剪力墙的抗震性能可得到充分发挥,减小P-δ效应对竖向边缘构件的不利影响,避免竖向边缘构件中部形成塑性铰。(4)为确保钢板剪力墙屈曲后性能的充分发挥,开洞钢板剪力墙的洞口边缘应设置加劲肋。对三种不同开洞形式钢板剪力墙的弹性屈曲性能、抗剪性能和滞回性能进行了数值分析。当宽度较大或高度较小时,较小的加劲肋刚度即可显著提高钢板剪力墙的屈曲荷载。在不同钢板厚度条件下,加劲肋刚度对屈曲荷载的影响呈相同的趋势。设置加劲肋可提高钢板剪力墙的刚度、承载力和滞回性能。加劲肋达到一定的刚度后,对钢板剪力墙性能的提高作用减弱。利用本文加劲肋内力计算公式可进行洞口加劲肋承载力验算,计算结果偏安全。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭彦林;周明;;非加劲与防屈曲钢板剪力墙性能及设计理论的研究现状[J];建筑结构学报;2011年01期
2 郭彦林;周明;董全利;王小安;;三类钢板剪力墙结构试验研究[J];建筑结构学报;2011年01期
3 蒋路;;带缝钢板剪力墙应用技术分析[J];建筑科学与工程学报;2012年02期
4 宁子健;郝际平;于金光;钟炜辉;白睿;;无粘结十字加劲钢板剪力墙结构抗剪性能分析[J];钢结构;2013年07期
5 ;钢板剪力墙[J];钢结构;1997年02期
6 陈国栋,郭彦林;十字加劲钢板剪力墙的抗剪极限承载力[J];建筑结构学报;2004年01期
7 万红霞,谢伟平,王小平;考虑屈曲后强度的钢板剪力墙极限剪力计算[J];钢结构;2004年03期
8 郭彦林,董全利;钢板剪力墙的发展与研究现状[J];钢结构;2005年01期
9 王迎春;郝际平;李峰;孙彤;;钢板剪力墙力学性能研究[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2007年02期
10 曹志亮;;带缝钢板剪力墙弹性稳定性分析[J];钢结构;2007年03期
11 余安东;赵嘉康;姜霭如;兰银娟;;延性折板式钢板剪力墙[J];钢结构;2007年08期
12 王恒;余安东;郝际平;;带缝钢板剪力墙性能研究[J];钢结构;2007年08期
13 M.M. Alinia ;M. Dastfan;;框架中薄钢板剪力墙的性能[J];钢结构;2008年02期
14 邵建华;顾强;申永康;;多层多跨钢板剪力墙水平极限承载力分析[J];重庆建筑大学学报;2008年02期
15 贺有丰;崔利富;袁朝庆;;带缝钢板剪力墙受力性能分析[J];钢结构;2009年02期
16 Cem Topkaya;Mehmet Atasoy;;钢板剪力墙系统的侧向刚度研究[J];钢结构;2009年08期
17 蒋路;陈以一;汪文辉;蔡玉春;;足尺带缝钢板剪力墙低周往复加载试验研究Ⅰ[J];建筑结构学报;2009年05期
18 蒋路;陈以一;卞宗舒;;足尺带缝钢板剪力墙低周往复加载试验研究Ⅱ[J];建筑结构学报;2009年05期
19 郭彦林;周明;;钢板剪力墙的分类及性能[J];建筑科学与工程学报;2009年03期
20 朱俊;陆道渊;黄良;徐麟;;天津津塔结构钢板剪力墙力学性能分析[J];建筑结构;2009年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段清星;邹自明;曾清华;何欢欢;赵伟;;钢板剪力墙研究现状和工程应用[A];钢结构工程研究(九)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2012)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2012年
2 朱俊;陆道渊;黄良;徐麟;;天津津塔结构钢板剪力墙力学性能分析[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
3 王伟栋;蒋路;;带缝钢板剪力墙强度与稳定相关关系及调节措施研究[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
4 孙飞飞;王文涛;刘桂然;;开缝钢板剪力墙的理论分析与数值模拟[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
5 高辉;孙飞飞;李国强;;组合钢板剪力墙简化计算模型[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
6 孙飞飞;刘桂然;王文涛;;钢框架钢板剪力墙结构的非线性静力分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 孙学水;赵伟;高长喜;尹卫泽;张卫东;关超;;横向加劲钢板剪力墙试验和有限元研究[A];第四届全国钢结构工程技术交流会论文集[C];2012年
8 何欢欢;赵剑丽;赵伟;;稀疏竖向加劲钢板剪力墙试验研究[A];钢结构工程研究(九)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2012)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2012年
9 蔡克銓;朱駿魁;李昭賢;游宜哲;林志翰;;多楼层钢板剪力墙之耐震设计研究[A];第六届海峡两岸及香港钢及组合结构技术研讨会—2010论文集[C];2010年
10 金双双;欧进萍;;钢板剪力墙钢板与框架相互作用分析[A];第六届全国防震减灾工程学术研讨会论文集(Ⅰ)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 樊春雷;钢框架—钢板剪力墙结构基于性能的抗震设计研究[D];西安建筑科技大学;2014年
2 周琦;栓焊连接钢框架—钢板剪力墙结构抗震性能试验研究和理论分析[D];西安建筑科技大学;2014年
3 解琦;平齐端板连接的半刚性框架—钢板剪力墙性能研究[D];西安建筑科技大学;2015年
4 金双双;防屈曲开斜槽钢板剪力墙及其结构抗震减振性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 马尤苏夫;方钢管混凝土框架-开洞钢板剪力墙抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2014年
6 李峰;钢板剪力墙抗震性能的试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年
7 郭宏超;半刚性框架—钢板剪力墙结构抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年
8 王迎春;薄钢板剪力墙在压弯剪作用下承载力的试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年
9 周明;非加劲与防屈曲钢板剪力墙结构设计方法研究[D];清华大学;2009年
10 曹春华;斜加劲钢板剪力墙性能研究[D];西安建筑科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐松芝;钢框架—带缝钢板剪力墙抗震性能分析[D];大庆石油学院;2009年
2 张磊;一字形钢板剪力墙构件不同加劲方式性能比较分析[D];重庆大学;2012年
3 张慧武;装配式梁柱铰接钢框架屈曲约束钢板剪力墙体系抗震性能理论分析[D];山东建筑大学;2015年
4 程俊;半刚性节点钢板剪力墙结构抗侧力研究[D];西安建筑科技大学;2015年
5 郭昭;半刚性框架—密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试验研究与数值分析[D];西安建筑科技大学;2015年
6 刘克智;考虑竖向荷载的钢板剪力墙与防屈曲钢板剪力墙滞回性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 王亮;诺德英蓝金融中心施工期结构内力监测系统研究与应用[D];河北工业大学;2015年
8 王志远;钢框架—带缝钢板剪力墙性能研究[D];东北石油大学;2015年
9 王丙正;FRP增强钢板剪力墙抗震性能有限元分析[D];济南大学;2015年
10 李海彬;钢框架—组合钢板剪力墙结构抗震性能试验研究[D];济南大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 马琳;津塔:中国钢结构建筑体系样本[N];中国房地产报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978