组合钢板剪力墙抗震性能与设计方法研究

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钢板-混凝土组合剪力墙充分发挥了钢与混凝土构件各自的优点,具有较高的承载力、良好的延性和耗能能力,近年来在超高层建筑中得到越来越多的应用。本文对比分析了“改进型”组合钢板墙(I-CSPW)、防屈曲组合钢板墙(BR-CSPW)的抗震性能;采用基于性能的方法设计了带防屈曲组合钢板墙的钢框架结构;对双钢板高强混凝土组合剪力墙(B-HCSW)的抗剪性能进行了研究。主要包括以下几个方面:1、建立了I-CSPW和BR-CSPW的有限元模型,通过试验结果验证了模型的正确性。通过变化钢板和混凝土板的厚度,考察两种组合剪力墙在水平荷载作用下的承载力、抗侧刚度及混凝土损伤的差异。研究结果表明:随着钢板厚度增大,I-CSPW的混凝土板损伤发生时间提早,损伤程度增大。相反,钢板厚度的增大却能延迟BR-CSPW的混凝土板破坏。为抑制钢板屈曲,BR-CSPW所需的混凝土板厚度较I-CSPW小。2、将钢板剪力墙(SPW)的基于性能的设计方法应用于BR-CSPW结构,对按该方法设计的SPW结构和BR-CSPW结构进行了Pushover分析和弹塑性时程分析,对比SPW结构和BR-CSPW结构的屈服破坏机制。结果表明,该设计方法适用于BR-CSPW结构;设计中需对边框梁腹板进行抗剪屈服验算,以确保边框梁不先于钢板屈服。3、建立了B-HCSW的有限元模型进行单调加载推覆分析,研究了轴压比、剪跨比、距厚比和配筋率等参数对剪力墙抗剪性能的影响,最后推导了剪力墙的极限承载力计算公式,通过公式得到的计算结果与试验结果吻合良好。
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