钢框架双钢板内填混凝土剪力墙有限元分析.pdf
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1、1 4 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第4 1 卷第 3期 2 0 1 5年 6月 钢框架双钢板内填混凝土剪力墙有限元分析 朱晓蓉 , 赵宝成 , 徐基磊 ( 1 苏州科技学院土木工程学院, 江苏 苏州2 1 5 0 1 1 ; 2 苏州达门建筑设计有限公司, 江苏 苏州2 1 5 0 0 0 ) 摘要: 钢框架双钢板内填混凝土组合剪力墙是一种新型的双重抗侧力结构体系。应用 AB A Q U S有限元软件, 对 试件进行有限元模拟, 分析试件的滞回曲线、 骨架曲线、 刚度退化曲线来研究钢框架一 双钢板内填混凝土组合剪力
2、 墙的受力性能; 简单概述了钢框架双钢板内填混凝土组合剪力墙的影响因素。结果表明: 试件的耗能能力较强, 承 载力 高 , 抗震性能较好 。 关键词 : 双钢板组合剪力墙; 受剪承载力; 抗震性能; 骨架曲线 中图分类号 : T U 3 9 8 2 文献标 志码 : A 文章编 号 : 1 0 0 81 9 3 3 I 2 0 1 5 ) 0 3 0 1 40 4 Re s e a r c h o n b e ha v i o r o f s t e e l f r a m e wi t h b i s t e e 1 p l a t e c o m p o s i t e s h e a r
3、 wa l l i n fil l e d c o nc r e t e Z HU Xi a o r o n g , Z HAO B a o c h e n g ,XU J i l e i ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , S U S T , S u z h o u 2 1 5 0 1 1 , C h i n a ; 2 S u z h o u D a m e n A r c h i t e c t u r a l D e s i g n C o , L t d , S u z h o u 2 1 5 0 0 0 , C
4、 h i n a ) Ab s t r a c t : S t e e l fl a me wi t h b i s t e e l p l a t e c o mp o s i t e s h e a r wa l l i n fi l l e d c o n c r e t e i s a n e w- t y p e d o u b l e r e s i s t a n c e t o l a t e r a l f o r c e s t r u c t u r e s y s t e m I n o r d e r t o g e t me c h a n i c al p e r
5、 f o r ma n c e o f s t e e l fla me wi t h b i - s t e e l p l a t e c o mp o s i t e s h e a r wa l l i n f i l l e d c o n c r e t e , s p e c i me n wa s s i mu l a t e d t o a n a l y z e h y s t e r e t i c c u r v e s , s k e l e t o n c u r v e s , s t i f f n e s s d e g r a d a t i o n c u
6、 r v e , b e a r i n g c a p a c i t y d e gra d a t i o n c u r q e b y t h e f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s s o f t w a r e A B A Q U S T h e c t o m a f f e c t i n g s t e e l fl a m e w i t h b i s t e e l p l a t e c o m p o s i t e s h e a r w al l i n f i l l e d c o n c r e t e w
7、 a s s u mma r i z e d T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s p e c i me n h a d s t r o n g e n e r g y d i s s i p a t i o n a b i l i t y , h i g h b e a r i n g c a p a c i t y a n d g o o d s e i s mi c pe rfo r ma nc e Ke y wo r d s: b i s t e e l p l a t e c o mp o s i t e s h e a r
8、w all ; s h e a r c a p a c i t y ; s e i s mi c b e h a v i o r ; s k e l e t o n c u r v e 0 引 言 组合剪力墙是在钢板 剪力墙基础 上衍生而来 , 由钢板与混凝土板一起 协同工作 , 构成一种抗侧力 较强的构件 。目前 , 国内外学者对组 合剪力墙进行 了一系列试验及理论研究 。根据组合剪力墙 的构造 形式不同大致分为: 单钢板混凝土组合剪力墙和双 层钢板组合剪力墙 。李 国强 、 张晓光 等人研究 了 单钢板组合剪力墙的受 力情况 ; 管娜 等人对单钢 板组合剪力墙混凝 土板 厚度变化进行抗 剪
9、性能分 析 。试验及理论表 明, 单层钢板组合剪力墙处在小 收稿 日期 : 2 0 1 4 -0 6 - 0 3 作者简介 : 朱晓蓉 ( 1 9 8 8一) , 女 , 江苏大 丰人 , 硕士研究生 , 主要从事 钢结构抗震性能研究。 通讯作者 : 赵宝成( 1 9 7 0一) , 男 , 内蒙古 赤峰人 , 副教授 , 博士 , 主要 从事钢结构抗震性能研究。Em a i l : z h a o b c 2 0 0 0 1 6 3 c o i n 基金项 目: 江 苏省 普 通 高校 研 究生 科 研 创新 计 划 项 目( C XL X1 2 0 8 7 0 ) ; 苏州科技学 院科研基
10、金 ( X K 70 1 2 0 6 ) E m a i l : 5 1 1 7 6 8 9 2 7 q q t o m 震作用下非常有利 , 但 当暴露在外侧 的混凝土在大 震作用下易发生开裂剥落, 对钢板的约束作用减弱, 使得组合剪力墙的承载力急剧下降。为了改善单钢 板组合剪力墙的缺点 , 学者们提 出了双钢板 内填混 凝土组合剪力墙结构 , 对该结构进行试验和理论分 析。E m o r i 、 L i n k 、 A n w a r H o s s a i n K M 、 聂建 国 J 、 纪晓东 7 1 等通过试验研究和理论分析结构的 破坏形态 。研究表明: 该 类双钢板组合剪力墙具有
11、 较好 的延性 、 耗能能力较强 、 避免混凝土裂缝外露等 优点 , 但对钢框架双钢板组合剪力墙 的受力过程 以 及影响因素还没确切的定论。为研究钢框架双钢板 内填混凝 土组合 剪力墙 中的受力 性 能, 本 文应 用 A B A Q U S 有限元软件对该结构体系进行了详细分 析 , 并简单概述了该结构的影响因素。 1 有限元计算模型的建立 1 1 试件的设计参数 引用文献 8 中的结构布置及荷载工况来设计 朱晓蓉, 等: 钢框架双钢板内填混凝土剪力墙有限元分析 1 5 试件 , 试件梁柱截面参数及相关尺寸如图 1 所示 , 钢 板 、 H型钢梁和钢柱均采用 Q 2 3 5钢。墙体钢板厚 6
12、 mm, 混凝土强度等级为 C 2 5 , 双钢板之间设 置加 劲 板 , 加劲板的厚度为 6 m m。试件组成如 图 1所示 。 框 架 钢板 加劲 板 框架柱 H4 5 0 X3 0 0 X 1 6 X2 0 框架粱 H4 5 0 X4 5 0 X 1 6 X2 4 4 4 0 1 1 132 1 1 13 146 150 13 14 1 132 1 t 44 0 图 1 试件组成 Fi g 1 Cons t i t ut i o n o f s pe c i me n 1 2有限元模拟验证 以文献 9 中 S C S W1试件为验证对象 , S C S W1 构件尺寸见 图2 。 II
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