双层钢板混凝土剪力墙承载能力影响因素浅析.pdf
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1、第4 3 卷第6 期 2 0 1 6 年6 月 施工技术 Con s t r uc t i o n Te c h n o l o g y 建筑技术开发 B u i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 双层钢板混凝土剪力墙承载能力影响因素浅析 郝翔 ,刘英达 (内蒙古科技 大学,内蒙古包头0 1 4 0 1 0) 摘 要 随着我国经济发展水平的不断提高,建筑行业得到了显著发展。双层钢板混凝土剪力墙是一种常见的结构形式, 使用AB AQ US有限元程序对其进行分析与模拟演示,深入探讨双层钢板 间距、跨高比以及每侧钢板厚度 ,表现 了这
2、些要素对 剪力墙性能的影响。分析结果显示,双层钢板混凝土剪力墙具有非常明显的优势,能够随着跨高比、钢板厚度增大而增强结构 承裁力。 关键词 双层钢板 ; 剪力墙 ; 静压力桩 中图分类号 T U 3 9 8 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 6 4 ) 0 9 0 - 0 2 Ana l y s i s o f Fa c t o r s I nflue nc i ng Be a r i ng Ca pa c i t y o f Do u b l e S t e e l Co n c r e t e S h e a r W a l l Ha
3、o Xi a ng, Li u Yi ng d a A b s t r a c t As C h i n a S e c o n o mi c d e v e l o p me n t l e v e l u n c e a s i n g e n h a n c e me n t ,t h e c o n s t r u c t i o n i n d u s t r y h a s a c h i e v e d r e ma r k a b l e d e v e l o p me n t ,d o u b l e s t e e l c o n c r e t e s h e a r
4、wa l l i s a c o mmo n s t ruc t u r e f o r m,t h i s a r t i c l e u s e s t h e A B AQ US fi n i t e e l e me n t p r o g r a m a n a l y s i s a n d s i mu l a t i o n d e mo n s t r a t e s t h e Di s c u s s t h e d o u bl e p l a t e s p a c i n g, s p a n a n d e a c h s i d e p l a t e t h
5、i c k n e s s , t h e i n f l u e n c e o f t h e s e f a c t o r s o n t h e p e r f o r ma n c e o f t h e p e r f o r ma n c e o f s h e a r wa l l s An a l y s i s r e s u l t s s h o w t h a t t h e d o u b l e s t e e l c o n c r e t e s h e a r wa l l h a s o b v i o u s ad v a nt a ge s , wi
6、 t h t he s p a n d e pt h r a t i o a n d t he t hi c kn e s s of t h e s t e e l p l a t e c a n i nc r e a s e t he l oa d b e a r i ng c a pa c i t y of t h e s t ru c t ur e 1 K e y wo r d s l d o u b l e s t e e l c o n c r e t e; s h e a r wa l l ; s t a t i c p r e s s u r e p i l e 以加劲 板连 接
7、 的双层钢 板 混凝 土剪 力墙为例 ,分 析双 层 钢板剪力墙结构 的特征与优势,作为一个新型抗侧力构件, 在剪力 墙 中能够 内填非 常多 的混凝 土 ,与混凝土 一起 组 成一 个双层 钢板混 凝 土结构 体系 。加劲 板连 接双层钢 板 能够 起到 非常好的模板作用,将钢筋混凝土剪力墙的不便的这一缺点 克服 ,且 内填 混凝 土还 能防止 钢板 内向变形,使 钢板 间形成 一 个加劲效果 , 实现钢板外向鼓 曲的推迟 , 使结构更好 的受 力, 将钢与混凝土材料优势充分发挥出来,将组合剪力墙的承载 力增强 。 1 计算模型 的构 建 1 1 构建力学模型 结 合工程 具体 要求 ,针
8、对 双层 钢板 混凝土 剪力 墙非 线性 分 析时,具 有模 型边 界,可 以将其 作 为约束条 件 ,将其 固定 在 剪力墙 下端 ,上方 设定为 耦合 端 ,在 剪力墙 不 同节 点中存 在 固定方 向的位 移 ( 图 1 ) 。 图1 剪力墙组合构造 1 2选取 单元 在应用 A B AQUS作为有 限元软 件时 ,可选择 一个更加 直 观的三维 实体 单元 作为分析 的结构 ,C3 R 7 单元用 于模拟 混凝 板,钢筋混凝土板 网格都是 9 0 mm 的铸造钢板 。钢板 与混凝土 能够相互作用 、联 系 。A B AQ US使用弹簧单元 S p r i n g 2 对钢 板混凝土之间
9、的切力与法向作用进行模拟,在两个方向自由 度模拟时,不能使用同一个弹簧模拟两个方向,要选择一个 弹簧对切 向模拟 ,再选择一个 弹簧对法 向模拟 。 收稿 日期 : 2 0 1 6 - 0 3 0 7 作者简介 : 郝翔 ( 1 9 9 l 一 ) , 男, 山西太原 人, 主要研 究方 向为土木工程 。 9 0 2组合 剪力墙抗 剪性 能参数 的优化 为 更加直 观地表 现 双层 钢板混 凝土 剪力 墙抗 剪性 能,更 好地 对其 性能进 行模拟 ,可 选取一 个有 限元 对每 一个基 本模 型 进 行 模 拟 ,选 择 模 型 高 度为 H= 2 0 0 0 mm,选 择 模 型 跨 度
10、L = 2 0 0 0 mm,得 出的 跨高 比 2 = 1 ,钢 板 厚度 为 1 2 mm, 内填 混 凝土厚度选取 1 0 0 m m,双板间距控制在 5 0 0 mm范围内,结合 这些参数进行非线性分析 ,对双板间距、钢板厚度、跨高等 参数进 行调整,详细 研究组合剪力墙 。 2 1 模 型 非 线性研 究 最 初 ,钢 板所承 受 的剪 力非常 小 ,而随 着顶 点侧移 的增 加 剪力 则随之增大,直线 上升在 l 3 mm 段位 表现 的最为 明显。 随 着侧 移 的持续增 大,结 构最 终开始 塑形 ,并 且钢板所 承 受 的剪力 比例更加稳定。 2 2 双层板间距的影响因素 在
11、 组 合 模 型 中, 组 合 剪 力 墙 加 劲 钢 板 间 距 分 别 选 取 1 2 0 0 mm,8 5 0 mm,5 0 0 mm,4 0 0 mm, 并进 行有 限元研 究,对 计 算结 果进 行整理 对 比。 因为双层钢 板 的作用 使组 合剪 力墙 的侧移超 出了 1 2 ram 的标 准 ,当达到 了最高极 限时 ,下降趋势 不 明显,仅 是小幅 度 的卸载 以后就 趋于 稳定 ,组合 剪力 墙抗 侧 性能非 常优 越,并且具有 一定延性 ; 从 图 1 中发现,加劲板 间距对 组 合剪力墙 有较 大 的影 响,而在 弹性 抗侧 刚度上 没 有 产生任何作用,对承载力影响也不
12、是非常显著,这是因为组 合剪力墙 侧移 5 0 mm,依 然不能体现 出屈服状态 ,并且钢板 将 与混 凝土 分割 开,一起 承 担侧 向压 力 ;双层 钢板 布置 的间距 对于组合剪力墙的抗侧承载力增强非常有利,所有双层钢板 布置 间距 都为 5 0 0 mm。 2 3 跨 高比影响 对所构建的模型参数进行选取,跨度、厚度以及跨高比分 别 为: = 1 3 0 0 mm, 4 0 0 0 mm, 2 1 0 0 mm, 3 5 0 0 mm, 选取 2 = 0 5 , 1 3 , 1 5 的模型, 基于这些模型参数分析比较有限元, 得出的结论为: 组 合剪 力墙在 达到 了抗剪 承 载力后
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