钢板剪力墙中墙-框架相互作用性能研究

在侧向荷载作用下,考虑填充板和框架杆件之间的相互作用,研究了钢板剪力墙双体系的非线性性能。对多组钢板剪力墙试件进行数值分析,研究填充板对框架性能的影响,评估其抵抗侧向力的有效度。结果表明:按规范设计的钢板剪力墙具有理想的屈服顺序,填充板首先进入塑性。这说明:填充板在加载初期非常有效,转角可达到1%,承担了大部分层间剪力。然而,一旦填充板中屈服区域继续发展,它们将逐渐失效;当屈服区域延伸至墙体,附加荷载将基本上由框架杆件承担。     

钢板剪力墙-框架相互作用性能

在侧向荷载作用下,考虑填充板和框架杆件之间的相互作用,研究了钢板剪力墙双体系的非线性性能。对多组钢板剪力墙试件进行数值分析,研究填充板对框架性能的影响,评估其抵抗侧向力的有效度。结果表明:按规范设计的钢板剪力墙具有理想的屈服顺序,填充板首先进入塑性。这说明:填充板在加载初期非常有效,转角可达到1%,承担了大部分层间剪力。然而,一旦填充板中屈服区域继续发展,它们将逐渐失效;当屈服区域延伸至墙体,附加荷载将基本上由框架杆件承担。     

钢板剪力墙钢板与框架相互作用分析

利用屈曲后性能的钢板剪力墙作为一种新型抗侧力构件,其边缘框架是保证钢板形成拉力带并充分发挥作用的基础,而形成拉力带的钢板又对边缘框架产生较大作用。通过对不同跨高比和厚度的钢板剪力墙进行静力推覆加载,分析钢板剪力墙受力全过程,研究在不同阶段钢板与框架之间的刚度、剪力分配规律和钢板与框架之间的相互影响。结果表明,可以按一定的位移控制来设计钢板剪力墙,使其按期望的失效路径破坏;在设防烈度下,通过控制结构层间位移角小于0.5%,可实现剪力墙仅钢板屈服耗能、而边缘框架仍处于弹性的屈服模式;在大震阶段,钢板剪力墙通过钢板耗散大部分能量,边缘框架辅助耗散部分能量。     

钢板剪力墙系统墙-架结构的相互作用

钢板剪力墙(SPSW)双系统的整体性能由内填板张力场和边界框架抗弯矩作用组成。在现有的研究文献中,作为钢板剪力墙的边界的抗弯框架被看作单独的框架(空腹框架)。然而,由于内填墙与边界框架间的相互作用,钢板剪力墙边界框架的实际性能与同样的空腹框架的性能不同。对大量根据规范设计的单层或多层钢板剪力墙及其相应的空腹框架进行数值分析研究:1)内填墙对边界框架性能的影响;2)评估内填墙的有效性。结果显示,内填墙可以显著提升抗弯框架系统在强度、刚度、延性和耗能能力方面的性能,特别是对多层抗弯框架系统而言。钢板剪力墙系统性能优于相应的空腹框架并不只是因为内填墙的作用,还因为墙-架结构相互作用带来的框架性能的提升。     

框架-剪力墙结构中剪力墙的设计

探讨了框剪结构中剪力墙的厚度、数量及长度的确定,从剪力墙的平面、竖面阐述了剪力墙的布置。     

框架-剪力墙结构中剪力墙平面布置的探讨

结合工程实例,通过对原结构布置方案的计算结果进行分析得出,六层以下墙体施工缝验算不满足要求,为检查这种现象的产生,选择三道不符合要求的墙体为对象,对施工缝进行了验算,并对结构方案进行了调整,分析计算结果,得出合理布置剪力墙的重要性,为正确合理的选择结构方案提供了指导。     

框架-剪力墙结构概念设计

通过综述框架-剪力墙结构的特点,就剪力墙厚度的确定以及剪力墙布置原则作了探讨,并指出框架-剪力墙结构对于一些抗震要求较高的地区是比较适合选用的结构形式。     

框架-剪力墙结构中剪力墙刚度的优化

在框剪结构的剪力墙刚度优化中,考虑了诸多因素的影响,提出了比较符合设计要求的优化方法,同时考虑了罕遇地震的情况,提供了在该情况下验算框剪结构的层间侧移角方法。以本分析优化方法为依据,运用MATLAB软件编制优化程序,方便结构进行方案调整,寻求最优设计。     

钢框架-钢板剪力墙结构的抗震性能分析

基于三拉杆等效模型和静力非线性分析方法,利用SAP 2000对3跨钢框架-钢板剪力墙结构进行静力推覆分析。在侧向荷载作用下,通过对钢框架-钢板剪力墙结构的底部剪力-顶点位移关系、层间位移、结构塑性发展、楼层剪力分配等指标的分析,研究梁柱节点采用刚性连接和半刚性连接时整体结构的抗震性能。结果表明:在整体结构处于弹性阶段时,钢板剪力墙承担的水平剪力为楼层剪力的50%,整体结构进入弹塑性状态时,钢板剪力墙结构承担70%~80%的楼层剪力;在侧向荷载作用下,钢板剪力墙最先进入屈服阶段,而后是框架梁端部出现塑性铰,最后部分框架柱端形成塑性铰,符合多道抗震防线的要求,具有良好的抗震性能。     

方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构弹塑性分析

基于简化的钢板墙模型,建立了某15层的方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构的有限元分析模型,在此基础上进行了不同强度地震波作用下的弹塑性时程分析,较好的模拟了该结构在地震作用下抗震性能,得到了结构的楼层层间位移曲线、基底剪力等曲线。结果表明,该结构罕遇地震下层间位移为150mm,多遇地震作用下层间剪力分布均匀,抗震性能较好。     

Characteristics of the wall-frame interaction in steel plate shear walls

The nonlinear response of steel plate shear wall (SPSW) dual systems under lateral loading with regard to the interaction between the infill plates and frame members is studied. A number of SPSWs are numerically analyzed and the results are utilized to discuss (a) the influence of infill plates on the behavior of frames and (b) to evaluate their degree of effectiveness in resisting lateral loads. Results show that SPSWs designed according to design codes should have desirable sequences of yielding and that plastic deformations should primarily be provided by the infill plates. It is illustrated that the infill plates are very effective in the initial stages of loading (up to the drift angle of 1% ) and absorb substantial part of storey shear. However, once diagonal yield zones develop in the infill plates, they begin to lose their effectiveness; and when yield zones spread throughout the wall, additional applied loads are essentially carried by the frame members.     

框架中薄钢板剪力墙的性能

在建筑结构中,钢板剪力墙是抵抗侧向力的有效和有力的方式。一些结构设计师认为提高刚度可以加强和增加剪力墙的抗弯能力。然而,当墙是未加强,并容许弯曲时,由于过弯曲能力,能量吸收增加显著。另一方面,被分类为薄板结构的薄钢板剪力墙的优化设计包括预测弯曲强度。这种预测是假定的边界条件的函数。对于弹性构件约束,很多设计规则保守地建议简单支撑的边界条件。为此全面研究了周围构件（例如,梁和柱）对薄钢板剪力墙的影响。与目前的观点不同,研究结果显示,周围构件的弯曲刚度对剪力墙的弹性剪切屈曲或过曲行为没有显著的影响。扭曲刚度只对弹性屈曲荷载有影响,抗拉刚度对过曲荷载有轻微影响。     

薄壁钢板剪力墙的特性

结构中的钢板剪力墙可以有效抵抗水平荷载。结构设计师一般运用重型加劲肋来加强剪力墙的屈曲能力,但是如果剪力墙不用加强并且允许其产生屈曲,由于后屈曲的作用它们的耗能会显著增加。另一方面,薄壁钢板剪力墙的最优化设计中也考虑到其屈曲强度的合理预测。这个预测是假定边界条件状态的一个公式。     

组合钢板墙混凝土板厚度及剪力连接件间距的确定

组合钢板剪力墙是指由钢板、混凝土板及边缘框架通过连接构件组成的组合构件,钢板和混凝土板通过剪力连接件连接。从弹性板屈曲理论出发,针对钢板与混凝土板相互作用情况不同将组合钢板墙分成组合型墙和防屈曲型墙,研究钢板承担水平荷载、混凝土板不直接参与受力情况下组合钢板墙混凝土板厚度和剪力连接件间距的设计。对比讨论了混凝土板厚度计算公式的适用性,并给出建议以形成正在编制的广东省标准《钢结构设计技术规程》的有关章节。     

多楼层钢板剪力墙之耐震设计研究

现有钢板剪力墙耐震设计规范对于多楼层钢板剪力墙边界梁柱的容量设计并无清楚交代,本研究的目的在于研发方便且有效的多楼层钢板剪力墙的耐震分析与容量设计方法。探讨不同原理的钢板剪力墙底层边界柱容量设计法,研究如何避免底层柱顶塑性铰的产生,并以ABAQUS有限元模型证实所提设计方法可以有效地避免柱顶塑性铰的发生,而避免侧向变形集中在底层时的软弱层现象。本研究采用美国洛杉矶市反应谱分别设计了6层以及20层的钢板剪力墙建筑结构,并用结构非线性分析软件PISA3D建立双向板条模型进行非线性时程分析,依SAC计划中20组475年回归期的地震分析统计结果讨论钢板剪力墙结构在强烈地震下的反应。由构架动力分析反应和所估计的最大静态需求比较,可观察到钢板对边界柱的最大累积拉力的静态估计值会随着楼层位置越低时有越高估的趋向。此外,边界梁端的最大剪力在上下层钢板厚度相同处,静态估计值有严重低估的情形发生,因此会造成边界梁端的最大累积剪力静态估计值随着楼层位置越低时有越低估不保守的趋向。最后依时程分析结果给出不同楼层数的钢板剪力墙边界柱轴力需求的估算方式建议,依此建议可设计出安全且经济的边界柱。     

钢框架短肢组合钢板剪力墙力学模型

以钢框架短肢组合钢板剪力墙结构该结构形式为研究对象,基于薄板理论及经典结构力学原理,建立了整体力学模型.理论模型中考虑了梁、柱抗侧刚度,梁柱节点、组合钢板剪力墙抗剪刚度及钢板与边缘框架间的等效摩擦阻尼.根据结构变形特点及计算假定建立了结构抗侧刚度、弹性极限抗剪承载力、结构体系极限抗剪承载力及结构体系能量耗散4个理论计算...     

依据规范设计的钢板剪力墙的抗震性能

目前美国钢结构协会(AISC)抗震设计规范纳入了钢板剪力墙(SPSWs)的设计要求。钢板剪力墙由薄钢板中夹着被称为水平边界单元(HBEs)的钢梁和被称为竖直边界单元(VBEs)的钢柱组成。无加劲薄钢板在较低剪力作用下屈曲并发展变形,通过屈服变形达到延性和耗能的目的。HBEs的作用是加劲和提高整体强度,并将屈服局限于薄钢板内。VBEs的作用是促进梁端塑性铰的形成。研究依据规范设计的钢板剪力墙的性能,设计了一系列钢板剪力墙试件,采用不同震级的地面震动反应谱的非线性时程分析对其进行性能研究。研究发现,依据现行规范设计的试件能满足各种地震烈度下最大层间位移的要求,并且在最高地震烈度下最大层间位移比小于5%。由于高阶振型对反应的影响,低层钢板剪力墙的延性要求比高层钢板剪力墙要高。由钢板承担的楼层剪力与由边界框架承担的楼层剪力之比为60%～80%,此比值与板的长宽比和地震烈度无关,而与板的厚度有关。9层或以上钢板剪力墙在低烈度地震下对VBEs的需求比规范计算方法要小很多。     

组合钢板剪力墙的抗震性能研究进展

组合钢板剪力墙是由钢板和混凝土板组成的新型抗侧力构件。本文介绍了组合墙的各种形式。总体上将组合墙分为单层钢板组合墙和双层钢板组合墙。前者可分为现浇混凝土组合墙和预制板组合墙,后者有Bi-Steel(双钢板)组合墙和双层压型钢板组合墙两种形式。本文对每种形式组合墙的抗震性能作了仔细讨论,重点回顾了预制板组合墙的改进措施,包括混凝土板边设缝、预制板设大孔径螺栓孔、采用低屈服点钢材、钢板开圆孔以及去除钢板与竖向边缘构件的连接,形成两边连接组合墙。还讨论了两边连接组合墙的改进方法,包括设置面外支撑、钢板开竖缝、大宽厚比开缝钢板和大高宽比Ⅰ型钢板。最后总结了组合墙的发展趋势。