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相比于传统的钢筋混凝土剪力墙,钢板剪力墙具有自重轻、延性好、强度高、布置灵活以及制作安装方便等优点,随着我国高层建筑的发展,这一新型抗侧力结构得到了越来越多的重视,应用前景广阔。目前国内钢板剪力墙主要应用形式为竖向加劲钢板剪力墙,如天津津塔和天津金融会议酒店都是采用该形式钢板剪力墙。 由于加劲肋的存在,钢板剪力墙的可变参数增多,相应的分析和设计也变的复杂。本文针对加劲钢板剪力墙结构研究存在的一些问题,采用数值模拟和理论推导相结合的方法,进行了系统的分析研究,并提出相应的设计建议。 1.通过有限元分析结果与文献试验数据的对比,验证了文中数值模拟的有效性。在薄壁钢板剪力墙等效条带模型的基础上,提出加劲钢板剪力墙等效双向条带模型,推导了该模型各项参数。为了在ABAQUS中实现加劲钢板剪力墙等效条带模型的动力时程弹塑性分析,编制了VUMAT材料本构子程序。 2.本文以加劲肋数量、肋板刚度比和加劲肋尺寸为参数,建立了大量双向加劲和竖向加劲两类加劲钢板数值模型进行推覆和滞回分析。通过对比分析各加劲钢板数值模型的力位移曲线,验证各文献关于钢板剪力墙加劲肋设计公式的可靠性,对加劲肋的优化提出了相关设计建议。 3.钢板剪力墙由钢板和边框构件两部分组成,共同抵抗水平荷载。本文对钢板剪力墙在弹性状态和极限状态下钢板承担的剪力比率进行了推导,通过数值模拟验证了剪力分配公式的有效性,并得到了规范设计准则下结构的屈服机制。 4.采用加劲钢板剪力墙等效条带模型对三种设计准则设计的加劲钢板剪力墙结构进行了动力时程弹塑性分析,以研究加劲钢板剪力墙在大震下的动力性能。 本文通过大量的数值模拟和理论分析,在加劲钢板剪力墙的加劲肋设计、内力分配机制、结构屈服机制等方面得到了一些有参考价值的数据和结论,提出了相应的设计建议和简化模型,可以作为加劲钢板剪力墙的工程应用参考,也可以为其进一步研究提供借鉴。