【摘 要】
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剪力墙作为框架核心筒结构和高层民用住宅中重要的抗侧力构件,在结构的抗震性能中发挥着重要的作用,近年来双钢板组合剪力墙开始逐渐应用到高层住宅体系中。在保证较高的强度、刚度与良好抗震性能的前提下,双钢板组合剪力墙墙体厚度可以设置较薄,因而墙体自重较轻。在组合剪力墙的施工中,由墙身钢板组成的钢腔体能够成为混凝土浇筑的模板,可缩短施工工期,减小施工成本,具有广泛的应用前景。在双钢板组合剪力墙中,通过在墙身
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剪力墙作为框架核心筒结构和高层民用住宅中重要的抗侧力构件,在结构的抗震性能中发挥着重要的作用,近年来双钢板组合剪力墙开始逐渐应用到高层住宅体系中。在保证较高的强度、刚度与良好抗震性能的前提下,双钢板组合剪力墙墙体厚度可以设置较薄,因而墙体自重较轻。在组合剪力墙的施工中,由墙身钢板组成的钢腔体能够成为混凝土浇筑的模板,可缩短施工工期,减小施工成本,具有广泛的应用前景。在双钢板组合剪力墙中,通过在墙身钢板上合理设置隔板型连接件,能使墙体保持良好的整体性,增加了组合剪力墙的变形能力和耗能性能。然而隔板型连接件位于墙体内部,受两侧墙身钢面板的影响,连接件的焊接难度较大,且焊缝质量难以保证。为进一步降低试件制作的难度与时间成本,本文创新提出了带L形拉结件的双钢板组合剪力墙。加工中通过L形拉结件的对拉反扣紧密扣合从而达到约束两侧墙身钢板的目的。通过对6片L形拉结件双钢板组合剪力墙(Double Skin Composite Shear Wall with L-shaped connectors)进行水平荷载作用下的低周往复试验,充分分析墙体的受力机理与抗震性能。研究内容包含如下方面:(1)将L形拉结件与墙身钢面板相邻焊缝焊接间距,L形拉结件焊缝在墙身钢面板上的排布形式,墙身钢板的厚度作为试验变量,进行拟静力试验。试验中记录了试件各部位的试验现象与最终破坏模式。通过进行抗震性能指标分析与应变分析,综合研究试件抗震性能。试验表明该类型钢板剪力墙试件具有良好的承载能力和变形能力。(2)基于试件的试验分析,对试件进行计算理论的研究,其中包括底部墙身钢面板的临界屈曲应力计算与墙体极限压弯承载力的计算。通过计算理论的研究进一步明确墙体各部分的受力机理与临界应力,同时对比不同试验变量对墙体受力性能影响。分析发现计算值与试验值相比吻合度较高,表明能够有效预测墙体实际受力。(3)基于上述两部分的研究讨论,对组合剪力墙进行有限元模拟分析研究。采用有限元软件Abaqus建立组合剪力墙试件的实体单元模型,在建模中考虑实际试件在加工中的焊接和接触情况。通过有限元软件的模拟,验证模型的适用性与有效性。研究分析不同变量试件在加载阶段各部位的受力情况和变形情况,并进行轴压比参数分析。
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