框架—带缝钢板剪力墙抗震性能试验的研究.docVIP

框架—带缝钢板剪力墙抗震性能试验的研究 　　【摘 要】近年来，随着人们物质生活水平的提高和安全意识的增强，对建筑抗震理论的研究不断深入。在框架-带缝钢板剪力墙的结构的设计中，延性控制已经深入人心，在工作中强剪弱弯、强柱弱梁、更强节点的设计意图成为工程界人士的共识。本文通过采用ANSYS有限元软件对框架-带缝钢板剪力墙结构单元在不同地震波、不同地震条件的地震作用下产生的有关问题进行分析，结合实际情况探讨了这一结构性能的抗震性能，旨在为同行工作提供参考。 　　【关键词】框架结构；剪力墙；钢板；抗震性能 　　新世纪以来，随着社会经济发展不断加速，城市建设水平大力提升，抗震理论的研究日益深入，在我国的钢筋混凝土框架结构的延性设计中更是得到了深入研究，成为业界工作人士研究焦点。而我国《建筑抗震设计规范》颁布以来，对建筑框架结构的抗震设计提出了新要求，尤其是对框架结构中已经出现的带缝钢板剪力墙结构的抗震性能，更是提出了系统的规范，旨在为建筑结构的整体性、统一性和完善性提出参考。 　　1.带缝钢板剪力墙结构概述 　　带缝钢板剪力墙结构是钢板剪力墙结构中最为常见的形式之一，从建筑工程领域中这一问题的产生进行分析，其大多都是在地震作用下产生的。剪力墙作为建筑结构抗震侧拉力的主要构件，其一旦遇到地震作用，必然产生及时有效的耗能作用。经过多年的工作总结研究表明，在目前的建筑结构之中，钢板剪力墙具备着较高的弹性模量、初始刚度、较大变形能力、良好的素性能力以及稳定的滞回性，且在工作中具备着弹性刚度、承载力可以分别进行调整、布置的特点。 　　近年来，随着高层建筑结构的不断普及，带缝钢板剪力墙结构也被广泛的应用在高层建筑之中，由于受到各层装饰荷载、活动荷载以及其他荷载力的影响，使得带缝钢板剪力墙必然将承受一定的竖向荷载。时至今日，国外许多专家对于这一荷载要求已经进行了深入的研究，并取得了一定的成绩。在工作中，这一问题的深入研究和归纳对于这一现象的完善极为关键，也是现代化工作中最为全面的一个环节。 　　2.提高框架-带缝钢板剪力墙抗震性能有关影响因素和提高措施 　　通过目前的框架-带缝钢板剪力墙抗震性能研究得出，在设计工作中以结构控制理论为基础，将结构的弹塑性分析与抗震性相结合，将抗震性能与消震性相结合、以能动控制策略和设计相结合是目前工作人员研究的重点，也是主动将抗震措施应用到结构中的核心手段。在工作中通过调节结构的刚度、强度和质量分布来实现最佳配置和设计是业内人士研究的首要重点。 　　2.1影响框架-带缝钢板剪力墙的抗震性因素 　　影响带缝钢板剪力墙的抗震性能的因素主要包含有：材料强度、梁柱横截面面积、墙体截面大小、梁柱混凝土强度等级、轴压比、水平荷载力大小、上部荷载等。 　　2.2提高带缝钢板剪力墙抗震性能的方法 　　在工作中，提高带缝钢板剪力墙抗震性能的措施主要有以下几个方面： 　　2.2.1提高剪力墙结构抗震性能 　　提高剪力墙抗震性能对于带缝钢板剪力墙而言极为关键，是整个工作的核心环节。一般在工作中主要包含有将带缝钢板剪力墙结构四周设置成为有梁柱存在的带边框墙，以此提高剪力墙结构竖向荷载承担力。其次，在工作中控制每个墙肢高度；再次、强化剪力墙刚性连梁，控制其跨高比。 　　2.2.2提高框架结构整体抗震性 　　在工作中首先需要加强框架结构边角柱强度，提高框架结构的支撑稳定性；其次在工作中沿着框架结构按照其他形状设置一定的支撑柱，并控制支撑柱混凝土强度；再次，设置斜拉杆件来代替竖直杆件的消能性能，提高抗震整体性要求。 　　3.框架-带缝钢板剪力墙抗震性能试验分析 　　3.1有限元计算 　　目前，我们在工作中通过在地震作用下引起的剪力墙结构抗震性能进行分析，一方面考虑到我国剪力墙结构设计规范要求，另外还需要在工作中考虑到建筑结构整体性、抗震性规范的要求。为此，在这里我们进行带缝钢板剪力墙结构的抗震性能试验中，是利用剪力墙与框架结构的固结、梁柱之间的固结为基础进行的。在试验中通过带缝钢板剪力墙剪力墙整个结构下端固结，上端设置可以滑动的自由端。框架柱截面为175mm×175mm×7×10mm。框架梁和柱均采用Q345，梁H200×150×5.5×8mm型钢、柱H175×175×7×10mm型钢。假定钢材均为理想弹塑性材料，屈服阶段时服从VonMises屈服准则和相关流动准则。 　　以下用J表示带缝钢板剪力墙，K表示钢框架，Ⅺ表示钢框架带缝钢板剪力墙。 　　注：s为板高；肘为板宽；M/S为高宽比；Su为剪力墙上壁高度；Sd为剪力墙下壁高度；Sm为剪力墙中间壁高度；Sm/Su为下上壁高与中间壁高之比；A为带缝钢板剪力墙厚；F为带缝钢板剪力墙肢条数；m为墙肢宽；c为墙肢高。 　　对KJ结构分别施加时间间隔0.02s的