节点连接措施对薄钢板组合剪力墙钢连梁抗震性能的影响研究

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本文在以装配式新型薄钢板组合剪力墙试验研究基础上,进一步深化对该种新型钢板组合剪力墙与钢连梁节点连接的研究,完成3个试件的拟静力试验,研究节点连接措施和钢连梁跨高比对试件的破坏过程和破坏机理的影响,对滞回曲线、刚度退化等抗震性能以及剪切变形进行分析。同时,本文还使用ABAQUS软件对水平往复荷载下的钢连梁-薄钢板组合剪力墙组合件及其在多层联肢墙结构里的运用进行有限元分析。本文主要得出以下结论:(1)SCB1的破坏是节点连接肋板处墙肢钢板由开始的鼓曲慢慢发展成撕裂形成开口,同时翼缘与墙肢连接处脱开;SCB2破坏位置是在钢连梁翼缘与墙肢连接焊缝处;SCB3发生剪切破坏,腹板沿中间加劲肋处被剪断,中间腹板呈X状隆起,腹板与翼缘焊缝撕裂。同时靠近上侧翼缘发生严重的弯曲变形,肋板使钢连梁的塑性铰产生区域发生转移。(2)试件SCB2梁翼缘焊缝是直接承受低周往复荷载的,一旦存在焊接缺陷和应力集中,在循环应力、拉应力和塑性应变的共同作用下,极易发生脆性断裂。可以通过合理的设计并且优化工艺才能解决SCB2翼缘焊缝脆性断裂的问题,从而提高试件的承载能力和抗震性能。(3)研究结果表明钢连梁适合用于连接此薄钢板剪力墙肢,试件跨高比越小,滞回曲线越饱满,试件初始抗侧刚度越大,峰值荷载越高,对应的峰值位移越小,延性越好,后期刚度退化速度越快。跨高比较大的试件,在相同位移角下,加载位移更大,因此总的耗能也较大。跨高比是刚连梁剪切变形重要的影响因素,跨高比越小,试件的剪切变形越大,腹板越容易发生剪切破坏。(4)采用肋板构造和采用端板构造的试件两者初始刚度相同。但采用肋板构造的试件峰值承载力更大,滞回曲线更饱满且面积更大。采用肋板构造的试件其延性、变形能力和耗能能力强于端板型试件。所以从构造上说,肋板型节点试件是要由于端板型节点试件的。(5)用钢连梁连接的薄钢板组合剪力墙肢能较好地发挥出了双重防线的抗震性能,这说明了带钢连梁的薄钢板组合联肢剪力墙是一种“强墙弱梁”型剪力墙,达到了“强剪弱弯”的设计要求。
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