文档介绍：不同结构形式钢板剪力墙性能比较分析
重庆大学硕士学位论文
(学术论文)
学生姓名:肖亚荣
指导教师:肖明葵教授
专业:工程力学
学科门类:工学
重庆大学土木工程学院
二 O 一三年五月
Comparative analysis of different
structural forms of behavior about steel
plate shear wall
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Xiao Ya-rong
Supervised by Prof. Xiao Mingkui
Major: Engineering Mechanics
College of Civil Engineering of Chongqing
University, Chongqing, China
May, 2013
中文摘要
摘要
钢板剪力墙作为一种新型的抗侧力构件,以较高的抗侧移刚度和极限承载能
力、良好的位移延性和耗能能力等诸多优点受到各国学者的广泛关注与研究。特
别适用于抗震要求较高的高层及超高层结构中。
实际工程中,钢板剪力墙的种类很多,构件尺寸也各不相同,影响钢板剪力
墙承载力和抗震性能的因素也很多,其主要因素是屈曲性能和抗侧移刚度。目前,
国内外针对钢板剪力墙力学性能的研究主要采用试验研究,还没有统一的设计理
论和成熟的设计方法。试验研究针对的试件尺寸和种类有限,因此,本文采用有
限元方法,对非加劲、十字加劲以及开洞开缝钢板剪力墙在不同参数取值下的弹
性屈曲性能和弹塑性抗侧移性能进行计算与分析,为钢板剪力墙结构的设计提供
参考依据。本文主要研究内容如下:
①运用 ANSYS 有限元软件建模。其中梁、柱以及内填钢板剪力墙均采用
SHELL181 纯壳单元建立模型,内填板与周边钢框架采用刚接的连接方式。为验
证所建模型的有效性,采用西安建筑科技大学李峰博士论文《钢板剪力墙抗震性
能的试验与理论研究》中的试验数据,建立模型进行分析,得出墙板的滞回曲线,
将其与试验结果进行对照,计算结果与试验结果基本符合,证明本文所采用的有
限元分析模型和分析方法对于本论文的分析和同类型实际工程结构设计分析都是
可取的,可以用此方法模拟和分析钢板剪力墙在承受竖向和水平荷载作用下的弹
性屈曲性能和弹塑性抗侧移性能。
②分析非加劲、十字加劲以及开洞开缝三种钢板剪力墙的面外弹性屈曲变形,
考虑梁、柱和板的连接为刚接,且梁、柱和板协同工作;研究高厚比,高宽比及
加劲肋刚度比等参数取不同值时对钢板墙弹性屈曲性能的影响,并比较了取不同
参数时这三种钢板剪力墙屈曲性能的差别。研究表明:高宽比和高厚比对钢板墙
的屈曲性能起到重要的作用;从屈曲应力角度来看,不建议对厚板墙加劲;当增
大钢板墙框架柱刚度的同时,钢板墙屈曲应力提高,也将迅速增大柱截面,本文
建议通过其他方式提高钢板墙屈曲荷载;对于十字加劲钢板墙其肋板刚度比η取
40 时经济性最好。
③研究了板高厚比、高宽比、柱刚度、轴压比、肋板刚度比、缝间板条高宽
比等参数对钢板剪力墙抗侧移性能的影响,得到取不同参数时钢板墙的荷载—位
移曲线、应力云图和板面外变形云图。探讨这三种钢板剪力墙的受力机理和破坏
过程,分析了内填钢板、加劲肋和边框构件的协同工作性能。研究表明:高厚比、
高宽比从根本上决定钢板剪力墙的受力性能和破坏机理,对其抗侧移性能的影响
非常明显;柱有足够的刚度才能保证内填板拉力带的充分发展,柱刚度对钢板剪
I
重庆大学硕士学位论文
力墙的极限承载力和侧向刚度影响均较大;设置十字加劲肋能有效降低板面外变
形量,提高钢板墙的抗侧移刚度;柱轴压比对钢板墙初始刚度及屈服承载力几乎
没有影响。
关键词:钢板剪力墙;屈曲分析;参数分析;荷载位移曲线
II
英文摘要
ABSTRACT
The steel plate shear wall with excellent energy dissipation performance, good
displacement ductility, high lateral stiffness and ultimate