带竖缝钢板剪力墙滞回性能有限元分析

阐述了带竖缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,具有良好的结构性能,通过ANSYS对其进行有限元模拟分析,分析了其滞回性能,并与试验结果进行比较,分析其产生误差的原因,指出设计时应注意的问题。     

钢框架开洞钢板剪力墙滞回性能分析

利用有限元软件ANSYS建立了单跨两层钢框架-开洞钢板剪力墙结构的有限元模型,对模型进行滞回性能分析,获得不同高厚比、不同开洞大小、不同竖向荷载下的滞回曲线,结果表明:随着钢板厚度的增加,结构的耗能能力逐渐提高;随着钢板洞口宽度的增加,结构的耗能能力逐渐降低;当竖向荷载较小时,不同竖向荷载对结构的滞回性能影响很小。     

交叉型防屈曲钢板剪力墙滞回性能有限元研究

交叉型防屈曲钢板剪力墙是装配式构件中一种新型抗侧力体系。通过有限元软件ABAQUS建立交叉型防屈曲钢板剪力墙的有限元模型进行数值模拟,研究不同参数包括构件长高比、内嵌钢板高厚比、框架柱刚度、初始缝隙对该新型抗侧力构件滞回性能的影响。研究结果表明:所建立有限元模型能较好地模拟交叉型防屈曲钢板剪力墙的抗侧力性能,承载力随着构件长高比、框架柱刚度的增大而增大;随着内嵌钢板高厚比、构件初始缝隙的增大,构件承载力减小。     

两边连接竖向加劲钢板剪力墙滞回性能研究

两边连接竖向加劲式钢板剪力墙是一种新的结构形式,其优势很独特.运用ANSYS对跨高比L/H为0.5-1.5的75组单片墙的滞回性能进行参数化分析,详细归纳总结了滞回性能几个主要指标（滞回曲线、骨架曲线、能量耗散系数、刚度衰减系数）随着跨高比、板厚、加劲肋效应的变化规律.分析结果表明：跨高比越大滞回曲线捏缩效应表现得越明显,板厚越小捏缩现象出现得越早;能量耗散系数绝大多数随着跨高比的增大呈现降低的趋势;同一跨高比构件刚度随着板厚的减小而降低,同一板厚的构件刚度随着跨高比的增大而增大;增强加劲肋对钢板墙耗能能力的提高有一定的贡献,对于提高钢板墙刚度的效果不明显.     

双波形钢板剪力墙滞回性能研究

为研究双波形钢板剪力墙的滞回性能,利用有限元软件ABAQUS分别建立单波形钢板剪力墙与双波形钢板剪力墙的有限元模型,对2种波形钢板剪力墙在低周往复荷载作用下的受力机制及滞回性能进行对比分析,研究了内嵌波形钢板的设计参数对双波形钢板剪力墙滞回性能的影响规律,给出了波形钢板设计参数的取值建议。结果表明:与单波形钢板剪力墙相比,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力及耗能能力均提高,但其延性有一定程度的降低; 内嵌波形钢板的厚度与波形几何尺寸是影响双波形钢板剪力墙滞回性能的关键参数,随着厚度的增大,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力、耗能能力及延性均提高; 随着波长的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度提高,但承载能力及耗能能力降低; 随着波幅的增加,双波形钢板剪力墙的抗侧刚度降低,但承载能力及耗能能力均提高。     

不同参数对波形钢板剪力墙滞回性能的影响

波形钢板剪力墙是一种新型钢板剪力墙形式,其受力性能较普通钢板墙更为优秀且更加节省钢材。现有研究中对波形钢板墙与梁柱构件的连接方式对波形钢板墙滞回性能影响的研究还不够充分。为进一步分析影响波形钢板墙滞回性能的因素,对水平波形和竖向波形2种形式的波形钢板剪力墙进行了变参数分析。主要改变了与上下梁的连接方式、轴压比以及波形形状等参数,通过ABAQUS有限元分析软件对13个不同参数的波形钢板剪力墙和平钢板剪力墙算例进行了拟静力分析,获得了各钢板剪力墙的破坏模式和滞回性能。研究结果表明,轴压比增大对水平波形钢板墙的滞回性能造成了明显的不利影响,而对竖向波形钢板墙的影响较小;竖向波形钢板墙增大波幅后承载能力提升明显,减小波长或增大波幅均会使水平波形钢板墙发生不同程度的面外变形;墙板与上下梁断开连接后,竖向波形钢板墙承载能力损失严重,而水平波形钢板墙的耗能能力得到明显提升。     

双层钢板混凝土组合剪力墙滞回性能研究

为研究双层钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能,对4个剪跨比为2.5的组合剪力墙试件进行了拟静力加载试验;通过改变约束拉杆和加劲肋的间距,研究其在往复水平荷载作用下的破坏机理、滞回性能;选用地震分析软件OpenSees建立了双层钢板混凝土组合剪力墙的纤维模型,进行了低周反复荷载作用下的非线性分析。结果表明:该种剪力墙的破坏形态为墙底部截面钢板被压曲,核心混凝土被压碎的弯曲型破坏;在轴压比相同条件下,设置加劲肋试件的抗震性能优于设置约束拉杆的试件,且随着约束拉杆和加劲肋间距的减小,试件的变形能力增加,表现出较好的耗能能力;纤维模型计算得到的抗弯承载力、延性系数与试验值之间误差较小,纤维模型能较好地模拟剪力墙的抗震性能;随着轴压比的增大,剪力墙的极限承载力有所提高,而变形能力有明显的下降;随着混凝土强度的增加,剪力墙的承载力提高,变形能力减小;随着钢板厚度的增加,剪力墙的承载力和变形能力都明显增加。     

侧边加劲两边连接钢板剪力墙滞回性能分析

两边连接钢板剪力墙侧边由于受压屈曲产生较大变形,削弱其承载力和耗能能力。在两侧边采取加劲措施可以增强两侧边的稳定性,并在一定程度上提高承载能力和耗能能力。采用ANSYS有限元软件对侧边理想加劲的两边连接钢板剪力墙进行滞回分析,研究在理想加劲情况下,加劲肋对两边连接钢板剪力墙受力模式、承载能力和耗能能力的影响。分析结果表...     

双层不等高开缝钢板剪力墙受力性能分析

本文在对比单层等高开缝钢板剪力墙与双层等高开缝钢板剪力墙受力性能的基础上,建立了梭形、凸形、蝶形、凹形等4种双层不等高开缝钢板剪力墙,对其进行往复水平荷载作用下的受力性能研究,通过对比分析其滞回曲线、骨架曲线及能量耗散系数等参数,研究了4种开缝形式对钢板剪力墙的影响。结果表明:相同开缝率下的双层开缝钢板剪力墙受力性能优于单层开缝形式,抗侧刚度及承载力和耗能能力均得到提高;双层不等高开缝形式钢板剪力墙抗侧刚度、累积滞回环面积、承载能力均较等高双层钢板剪力墙大幅提高,其中凹形不等高开缝形式最佳。     

开斜槽钢板剪力墙的滞回性能

为寻求适用于自复位结构且具有显著捏缩滞回特征抗侧力部件,对单向斜槽钢板剪力墙(steel plate shear wall with inclined slots,IS-SPSW)、双向IS-SPSW及传统薄钢板剪力墙(traditional thin steel plate shear wall,TT-SPSW)的滞回性能进行了研究。分析了剪力墙板高厚比、跨高比参数对IS-SPSW滞回性能、水平承载力、抗侧刚度、耗能能力的影响,对比了双向IS-SPSW与TT-SPSW滞回性能的差异。分析结果表明,随剪力墙板高厚比的增加,单向IS-SPSW的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力呈降低趋势。剪力墙板跨高比对单向IS-SPSW的水平承载力影响较大,对其滞回曲线、抗侧刚度及耗能能力几乎无影响。与TT-SPSW相比,对称布置的双向IS-SPSW具有显著捏缩的滞回特征和较高的水平承载力,非常适合作为自复位结构的主要抗侧力构件,可降低对复位部件用量的需求。     

钢框架-钢板剪力墙结构滞回性能试验研究

将钢板剪力墙作为抗侧力体系嵌入半刚性钢框架中,形成半刚性钢框架-钢板剪力墙结构(SFSW)。为研究SFSW的滞回性能,对一榀1/3比例两层单跨试件进行循环加载试验,分析结构的承载力、延性、耗能和破坏机理。基于塑性原理,提出了结构水平极限承载力的简化计算方法。结果表明:结构侧向承载力高、延性及耗能良好;结构拥有理想的内力传递途径与分配方式,钢板剪力墙承担大部分水平荷载,钢框架承担大部分倾覆弯矩;钢板剪力墙的过早屈曲使结构刚度弱化、耗能能力下降;提出的塑性简化计算方法可以用于估计结构水平极限承载力。     

带缝钢板剪力墙的承载力和开缝参数研究

介绍了带缝钢板剪力墙的屈服承载力、极限承载力、屈曲承载力的理论计算公式,对承载力理论计算公式进行了比较和分析,并在大量的有限元计算结果基础上,得到了确保带缝钢板剪力墙"先塑性后屈曲"的构造措施以及钢板墙外围尺寸和开缝参数的设计建议值。结果表明:考虑材料强化对带缝钢板剪力墙的极限承载力有近10%的提高;中间壁高度会影响柱状部的塑性发展程度;竖缝对钢板剪力墙的屈曲荷载有30%~40%的降低影响。     

全加劲带缝钢板剪力墙滞回性能分析

针对高层建筑中抗侧性能的影响,应用有限元软件ANSYS9.0研究了全加劲带缝钢板剪力墙在反复荷载作用下的滞回性能,系统地分析了剪力墙厚度t、缝间竖柱宽厚比b/t和高宽比h/b、剪力墙宽度B对剪力墙抗侧性能的影响,探讨了弹性抗侧刚度和抗剪极限承载力的计算方法,得出了各尺寸参数合理的取值范围.相关数据可供工程设计参考.     

带缝钢板剪力墙应用技术分析

在理论和试验研究成果基础上,将带缝钢板剪力墙(SPWS)这一新型抗侧力技术应用在四川都江堰灾后重建重点项目兴堰·逸苑中.总结了该技术应用所涉及设计中的适用域、适用条件、布置位置和简化模型等方面的技术规律,同时归纳并分析了其在加工中的竖缝切割工艺、等离子切割速度、摩擦面和摩擦因数,以及在安装中的螺栓终拧时间、钢板墙位置校准、钢板墙底角部构造等方面的技术要点和技术细节,从而为该技术的推广应用提供参考.     

钢框架-带缝钢板剪力墙结构抗震性能研究

利用ADINA有限元软件建立了具有不同参数的单层钢框架-带缝钢板剪力墙结构模型,并对其进行往复荷载作用下的性能研究,经对比分析选取了性能最优的模型。研究该模型在不同轴压比作用下的性能变化,并与相同尺寸的单层钢框架模型进行对比,结果表明:两种钢结构均具有良好的耗能性能;随着结构轴压比的增大,其滞回曲线越来越不饱满且侧移刚度、屈服荷载、屈服位移、破坏荷载退化较为严重;而钢框架结构随着轴压比的增大其性能下降速度快于钢框架-带缝钢板剪力墙结构。本文建立了10层钢框架-带缝钢板剪力墙结构,对其在9度罕遇地震作用下层间位移角进行了模拟分析,结果表明:钢框架-带缝钢板剪力墙结构在三种地震波9度罕遇地震作用下的最大层间位移角均小于《建筑抗震设计规范》中所规定的层间角位移限值,依然能满足大震不倒的设计要求。     

开缝形式对钢板剪力墙受力性能的影响

本文首先验证了ADINA有限元软件进行带缝钢板剪力墙数值模拟的可行性,然后将普通开缝钢板剪力墙与无缝钢板剪力墙进行对比,分析了两者在受力性能上的优缺点。建立了3种不同开缝形式的钢板剪力墙,对其施加水平往复荷载,对比分析它们的初始抗侧刚度、屈服荷载、延性系数、极限承载力等,提取了往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,分析了各开缝形式的应力、应变云图,研究了不同开缝形式对其受力性能的影响,从而找出了较佳的开缝方式。     

半刚接钢框架-钢板剪力墙结构滞回性能的有限元分析

为研究半刚接钢框架-钢板剪力墙结构(Partially-restrained Steel Frame Steel Plate Shear Wall)的抗震性能,利用经试验验证的双向等效拉杆模型分析了低周往复荷载作用下梁柱半刚性连接对强、弱框架SPSW结构滞回性能、承载力、刚度、耗能能力的影响.分析结果表明:SPSW结构的滞回曲线具有双重特征,当周边钢框架较强时,滞回曲线趋于饱满;当内填剪力墙板较强时,滞回曲线趋于捏缩.随着节点抗弯承载力的增加,强、弱框架的SPSW结构的滞回性能趋于饱满,耗能能力增强,水平承载力呈增大趋势,但对强框架SPSW结构的影响程度大于弱框架SPSW结构.节点抗弯承载力对强框架SPSW结构的抗侧刚度影响较大,对弱框架SPSW结构抗侧刚度影响相对较小.     

带缝钢板剪力墙弹性抗侧刚度及简化模型研究

推导了带缝钢板剪力墙弹性抗侧刚度的理论计算公式,利用有限元软件分析了竖缝、纵向边缘加劲、边界约束、钢框架梁大小等因素对弹性抗侧刚度的影响。通过对比计算结果与试验数据,得到了弹性抗侧刚度的修正计算公式;在此基础上,提出了简单实用的带缝钢板剪力墙的弹性简化计算模型,并通过有限元分析对其正确性进行了验证。结果表明:柱状部抗弯刚度是决定弹性抗侧刚度的关键因素;弹性抗侧刚度修正计算公式以及弹性简化计算模型具有较高的精度。