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半刚性连接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策

彭晓彤  
【摘要】:内填钢筋混凝土剪力墙钢框架(SRCW)结构是一种新型的支撑钢框架结构形式,弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用较为经济的半刚性节点提供了可能,它通过栓钉使钢框架与剪力墙协同工作,使结构拥有良好的抗震性能。目前国内外对SRCW结构的研究属刚起步阶段,对其受力性能和传力机理的认识还远远不足,因此系统研究SRCW结构的滞回性能,提出抗震设计建议具有重要的理论和工程意义。 为了较为真实地了解SRCW结构的滞回性能并为有限元分析提供依据,本文对一榀两层单跨采用半刚性连接的SRCW结构进行了循环加载试验。在试验研究中从整体受力性能、局部受力性能和传力机理三个方面对结构做出分析评价。结果表明:结构具有较高的侧向承载力和强度储备;良好的延性和耗能能力;在设计荷载作用下,栓钉(剪力墙)承担80%~90%的侧向荷载。钢框架承担80%~100%的倾覆弯矩。 在试验结果的基础上,本文首次建立了非线性的有限元模型,对SRCW结构进行了模拟分析,主要考虑了半刚性连接的刚度,栓钉的数量、强度、布置,剪力墙的配筋及暗柱、暗梁的设置,混凝土的强度标号,剪力墙体的厚度,上部荷载作用等6个因素的影响,系统地分析了6个系列22个有限元试件,得出了些有益的结论。最后综合了试验和有限元研究的结果,提出了抗震设计对策和建议。 半刚性连接的SRCW结构的应用前景十分广阔。本文的研究工作为修订国家相关规范,指导工程抗震设计提供了参考依据,也为进一步的研究奠定了基础。


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