带缝钢板剪力墙弹塑性简化分析模型

基于带缝钢板剪力墙的基本受力特点和变形特征,提出了一种弹塑性简化分析模型,并分别定义了模型的几何参数与非线性参数。为验证简化模型的正确性,分别对带缝钢板剪力墙以及钢框架带缝钢板剪力墙结构进行Pushover分析。分析结果表明：简化模型计算得到的荷载位移曲线与试验及有限元分析结果较为接近,可反映带缝钢板剪力墙的主要受力特征;简化模型可较为准确地反映协同工作时墙板对周边框架的附加作用力。     

开缝钢板剪力墙简化模型研究

基于日本学者Hitaka提出的开竖缝钢板剪力墙的初始弹性刚度公式,采用两种支撑体系简化计算开缝墙体。通过有限元建模分析,研究开缝参数不同时,简化模型模拟开缝钢板墙性能的差异,主要分析了简化模型与开缝墙体之间的弹性刚度误差、弹性刚度误差与开缝设计参数之间的关系,并对简化模型的计算公式进行修正,得到性能更加接近于开缝墙体的修正简化模型。     

两端连接偏心支撑钢板剪力墙的弹性屈曲研究

结合支撑和钢板剪力墙的特点,提出了两端连接偏心支撑钢板剪力墙的结构形式,采用ANSYS有限元软件进行了弹性屈曲分析,重点研究了内填板的高厚比、宽高比、柱弹性刚度对弹性屈曲系数和屈曲荷载的影响。结果表明,支撑能够起到显著提高屈曲荷载的作用。高厚比和宽高比是影响两端连接偏心支撑的钢板墙的弹性屈曲荷载的主要因素。为进一步研究两端连接偏心支撑钢板剪力墙的多道抗震设防奠定了理论基础。     

全加劲两侧开缝钢板剪力墙弹性屈曲研究

采用有限元方法对全加劲两侧开缝钢板剪力墙在面内水平荷载作用下的弹性屈曲临界荷载、屈曲模态进行了研究。对影响其弹性屈曲性能的参数进行了分析,包括两侧和中部加劲肋与墙板的刚度比、两侧和中部加劲肋宽厚比以及墙板高厚比和边长比。给出了全加劲两侧开缝钢板剪力墙加劲肋的弹性屈曲设计参考公式,为开缝钢板剪力墙的应用提供依据。     

两侧边开缝钢板剪力墙弹性屈曲分析

提出一种新型的两侧边开缝的钢板剪力墙,并对其两侧边有无加劲肋的两种结构形式进行有限元弹性屈曲分析,分别讨论其临界屈曲荷载和屈曲模态.对两侧无加劲肋的钢板剪力墙,给出用于其设计的屈曲系数公式,对两侧有加劲肋的钢板剪力墙给出具有参考价值的设计建议.     

两侧边开缝钢板剪力墙弹性屈曲分析

提出一种新型的两侧边开缝的钢板剪力墙,并对其两侧边有无加劲肋的两种结构形式进行有限元弹性屈曲分析,分别讨论其临界屈曲荷栽和屈曲模态。对两侧无加劲肋的钢板剪力墙,给出用于其设计的屈曲系数公式,对两侧有加劲肋的钢板剪力墙给出具有参考价值的设计建议。     

任意厚度非加劲钢板剪力墙与防屈曲钢板剪力墙的通用拉杆模型

钢板剪力墙在墙板屈曲后仍具有一定的抗压能力,板厚越大,抗压能力越强,对结构整体性能的影响也越大,现有的简化模型尚不能很好地考虑该效应.为此,首先分析了计入压应力的钢板墙的受力状态,进而推导了考虑墙板抗压能力的钢板剪力墙的刚度、承载力和屈服位移的计算式,并据此提出了一种通用拉杆模型.该模型仅通过调整经典多拉杆模型中拉杆的...     

无屈曲波纹钢板墙抗震性能与设计理论

提出了一种承载-消能双功能构件,即无屈曲波纹钢板墙。该构件通过利用波纹钢板自身较大的面外刚度,避免过早发生面外屈曲,以保证其在屈曲前可充分屈服消能。首先,通过波型参数分析,包括板厚、波高、波折角度等,得到了保证波纹墙在1/50层间位移角下不发生屈曲的最优波型,并针对波纹钢板的高厚比、宽厚比以及高宽比等进行了参数分析,分析结果表明,波纹钢板高厚比和宽厚比是影响波纹墙抗震性能的主要因素,对于波型7和波型10,当波纹钢板高厚比、宽厚比分别不大于临界值177、226时,在1/50层间位移角下不会发生面外屈曲。然后基于最优波型,提出了无屈曲波纹钢板墙的设计理论,得到了屈服承载力、极限承载力和初始抗侧刚度等理论计算公式,并利用2种最优波型共4个试件对设计理论和最优波型进行了试验验证。结果表明,高厚比(宽厚比)大于临界值的试件,在层间位移角1/50下发生了面外屈曲,而小于临界值的试件未屈曲,且滞回曲线饱满,承载力、刚度与理论值吻合较好。最后,提出了混合强化法则参数确定的简化计算方法,并利用得到的参数进行了试验数值模拟,以及参数分析了不同钢材对波纹钢板墙抗震性能的影响,分析表明,应优先采用伸长率大、屈服强度低的钢材。     

钢框架-无屈曲波纹钢板墙结构分析

上海市某医院临床诊疗中心综合楼项目,综合楼为钢框架-中心支撑超限高层建筑,地上18层,总高约80m。根据《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》要求,项目综合楼为医院主要建筑,需采用减震技术。     

新型十字加劲波纹钢板剪力墙滞回性能探究

已有研究发现:作为抗侧体系,波纹钢板剪力墙在抗侧刚度、承载能力和耗能能力方面均优于平钢板剪力墙.其缺点是由于在加载后期,波纹钢板应力分布不均匀而使其平面外变形较大,导致结构承载力和刚度严重退化.利用有限元软件ABAQUS建立全壳单元模型,提出了新型十字加劲波纹钢板剪力墙结构,并进行拟静力模拟试验.通过对比未加劲波纹钢板...     

钢板剪力墙简化模型研究

本文用斜拉杆简化模型分析了钢板墙从弹性屈曲到拉力带全部屈服的受力全过程。考虑了真实的拉力带倾角、塑性变形系数和屈服后阶段弹模折减等因素影响,用斜拉杆模型模拟了拉力带的受力过程,推导了斜拉杆初始屈服应力、极限应力、钢板墙剪力和位移计算公式,得到了钢板墙的弹塑性荷载-位移曲线,最后与试验资料比较验证了公式的有效性。     

Hysteretic Analysis and a Simplified Model of Buckling Restrained Steel Plate Shear Walls

As a kind of new lateral resistance member, buckling restrained steel plate shear walls (BRSPSWs) possess good ductility and energy dissipation ability, which begin to be used in buildings. In the use of BRSPSWs, it is hard to simulate BRSPSWs in high-rise buildings using shell elements due to convergence problems. Hence, a simplified analysis model for BRSPSWs is needed by engineers. In this paper, the finite element analysis of BRSPSWs under cyclic loads was done. The available experimental results are applied to validate the accuracy of finite element analysis results. Then the behavior of typical BRSPSW under cyclic loads is analyzed. Also, the influence of bolt distance, reinforced concrete (RC) panels’ thickness, height-to-thickness ratio and span-to-height ratio of steel plate on the hysteretic behavior of BRSPSWs is studied. The analytical results show that the bolt distance and RC panel thickness have obvious influence on the energy dissipation ability. At last, a simplified model is proposed, which can be used to simulate the hysteretic behavior of BRSPSWs instead of shell element in high-rise buildings.     

波纹钢板覆面冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙抗震性能研究进展

近期研究表明在高风带和地震易发地带,覆波纹钢板的冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙是一种很有应用前景的新型抗侧力结构体系。最近在北德克萨斯州大学对波纹钢板覆面冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙进行了大量试验研究,试验包括墙体试件在水平单调加载和循环反复加载下的抗剪性能试验。对已有研究成果进行了总结,具体内容包括对墙体抗剪性能的试验研究和有限元模拟,以及对整体房屋体系的抗震性能评估。以表格的形式给出了风荷载和地震荷载作用下波纹钢板覆面冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙的抗剪强度建议值。并通过对6个不同建筑原型进行增量动力时程分析,得到了抗震性能设计的3个主要参数。     

不同波形的波纹钢板覆面冷弯型钢剪力墙有限元研究

为了将冷弯型钢结构推广到中高层建筑领域,对波纹钢板覆面冷弯型钢墙体的试验研究现状进行了回顾,总结了基于ABAQUS的覆面冷弯型钢组合墙有限元研究方法;通过ABAQUS对3种波形的波纹钢板覆面组合墙进行了数值模拟,研究了波纹钢板波形和自攻螺钉布置方案对墙体抗剪性能的影响.结果表明:当面板自攻螺钉间距沿墙体四周约为150 mm布置时,肋高为5 mm的波纹钢板覆面墙体表现出更好的抗剪性能;螺钉间距加密至75 mm布置时,肋高为15 mm的波纹钢板覆面墙体表现出较高的抗剪承载力和初始刚度,但峰值点后强度退化迅速,表现出较差的延性.     

钢板剪力墙弹塑性分析

分析了钢板墙从弹性屈曲到拉力带全部屈服的受力全过程。在弹性屈曲阶段,引入了弹性嵌固系数以考虑框架约束的影响。在弹塑性阶段,考虑了拉力带倾角、塑性变形系数和屈服后阶段弹性模量折减等影响,用斜拉杆模型合理地模拟了拉力带的受力过程,推导了斜拉杆初始屈服应力、极限应力、钢板墙剪力和位移计算公式。分别计算了钢板和纯框架的单独作用,然后再考虑其组合作用,得到了钢板墙的弹塑性荷载-位移曲线,通过算例验证了公式的有效性。     

框支剪力墙结构体系的简化抗震分析

本文把框支剪力墙结构体系的首层部分,作为耦联的弯剪弹簧支座,假定楼板在平面内的刚度为无限大,在此基础上提出了框支剪力墙结构体系的静力计算方法。并按耦联弹簧支座上的弯剪杆,提出框支剪力墙自由振动和抗震分析的简化计算方法。     

组合钢板剪力墙屈曲强度研究

钢板外包钢筋混凝土组合剪力墙侧向刚度大、延性好,是一种有效的抗侧力构件。薄钢板墙两侧或单侧的钢筋混凝土板通过焊接栓钉和粘结作用与钢板共同工作。混凝土板旨在防止钢板受剪屈服前发生整体屈曲或局部屈曲,外包混凝土板厚度的确定是组合钢板剪力墙设计的关键。采用有限元法对组合墙板进行了弹性屈曲分析;采用薄板理论建立了组合剪力墙屈曲强度简化计算公式;讨论了板边界条件、混凝土板高厚比、钢板高厚比、混凝土弹性模量及板高宽比对有限元计算与简化公式计算结果间差异的影响;基于简化公式和有限元计算结果提出了组合钢板剪力墙弹性屈曲强度计算公式,可用于确定外包混凝土板厚度需求。     

钢板组合剪力墙轴心受拉性能研究

当结构的高宽比较大时,在设防与罕遇地震作用下高烈度区的超高层结构的核心筒剪力墙可能承受倾覆力矩引起的巨大拉力,垂直于地震作用方向的核心筒翼墙受力状态接近于轴心受拉。由于混凝土抗拉强度较小,常采用钢板组合剪力墙来抵抗较大的墙肢拉力。采用非线性有限元法,对钢板组合剪力墙在轴心受拉作用下的开裂荷载、刚度变化、滞回性能与受拉承载力进行了较为全面的研究,表明混凝土对构件的轴拉承载力与刚度具有一定贡献。给出了钢板组合剪力墙在轴心受拉状态下最大裂缝宽度的计算方法,分析了墙体含钢率以及型钢、钢筋布置方式对裂缝宽度的影响。钢板组合剪力墙轴心受拉缩尺模型试验结果表明,有限元数值分析与模型试验吻合良好。在此基础上,提出了钢板组合剪力墙受拉状态下的设计建议。