考虑竖向荷载的加劲钢板剪力墙设计技术研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:xxlxxl123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢板剪力墙体系是一种有效的抗侧力体系,以较高的侧向刚度、良好的延性、优异的能量耗散能力和很高的安全储备等优点为多层钢结构建筑提供了一种新型有效的选择。钢板剪力墙具有较高的初始刚度和屈曲后刚度,能很好的弥补钢框架-混凝土核心筒发生开裂、强度和刚度退化的不足;与钢筋混凝土剪力墙相比,具有很好的延性和滞回性能;与钢斜支撑结构相比,钢板剪力墙因为形状是矩形的,加工、安装、运输均很方便,制作和安装成本大幅度下降。但是《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)中对钢板剪力墙的规定不能指导工程设计,因此大大影响了钢板墙的推广。我国现行《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)规定钢板墙剪切弹性屈曲不先于剪切屈服,这就导致钢板很厚或者加劲肋很密,无法发挥钢板墙经济轻巧的优势,密肋加劲也增加了施工难度,而且与国外实际应用不符,从日本的实际应用来看,加劲肋数目很少,远达不到密肋加劲。本论文基于国内外学者已有研究成果,分别对纵向加劲,纵横加劲、非加劲钢板剪力墙进行了有限元模拟和弹性屈曲研究。首先研究了纵向加劲钢板剪力墙的剪切屈曲性能,分析了加劲肋刚度、加劲肋数目、区格宽高比对钢板墙剪切屈曲性能的影响,发现区格宽高比和加劲肋刚度系数对剪切屈曲系数有很大影响,并提出了门槛刚度计算公式,新公式考虑了加劲肋扭转刚度的加劲肋门槛刚度的影响。然后研究了纵横加劲钢板剪力墙的剪切屈曲性能,通过对一横多纵,两横多纵和三横多纵系列的研究,提出了纵横加劲钢板墙的屈曲系数计算公式以及门槛刚度计算公式,公式精度良好,有望在工程中应用。研究过程中同样考虑了边框扭转约束对屈曲系数的影响,用新标准衡量钢板墙的剪切屈曲系数和门槛刚度。本文还研究了不同边界条件压剪矩形板的屈曲,其中包括四边简支、两侧边固支、四边固支三种情况,通过改变压应力和剪应力的加载比例以及矩形钢板的宽高比得到一系列计算模型,用ANSYS软件对这一系列模型进行屈曲分析,验证了已有剪压板弹性屈曲条件公式,确定了公式适用范围,提出了适用范围之外的弹性屈曲条件公式,公式具有较高精度。最后,本文针对目前钢板墙基本假定与实际受力不符的情况,考虑了竖向荷载对钢板剪力墙的影响,进一步研究了非加劲钢板墙在压剪作用下边框扭转刚度对钢板屈曲性能的影响;然后建立有限元模型分析不同压剪比例情况下纵向加劲钢板墙的门槛刚度和屈曲应力,用有限元软件研究其屈曲性能和门槛刚度,分析了屈曲应力与加劲刚度的关系,得出了加劲肋门槛刚度的计算公式。研究结果表明曲线变化趋势随着压剪比例的增大,从纯剪状态逐渐趋于纯压状态。本文所得到的成果如下:1、提出了加劲肋门槛刚度的判定标准,新标准考虑了加劲肋扭转刚度的影响;2、提出稀疏加劲钢板墙在纯剪状态下的门槛刚度公式和纵横加劲钢板墙剪切屈曲系数与加劲刚度的关系公式,公式具有较高精度,可以用于工程设计。3、研究了压剪作用下弹性屈曲条件,验证了已有公式的适用范围,并提出了适用范围之外的弹性屈曲条件公式,公式结果与数值模拟结果的比较表明,新公式具有良好的精度。本文所研究的稀疏加劲钢板墙对推进钢板墙结构体系的应用,实现钢结构住宅抗侧力体系的工业化具有一定推动价值,并可在一定程度上解决影响住宅产业化一个瓶颈问题。
其他文献
钢筋锈蚀被认为是影响混凝土耐久性的重要因素之一。相关研究表明,锈损钢筋混凝土结构性能的劣化,主要是因为锈蚀钢筋的截面损失、钢筋和混凝土之间粘结性能的退化以及钢筋锈
随着我国经济的飞速增长,一幢幢高楼拔地而起,建筑物向空中和地下发展的趋势以日趋明显,因此对深基坑进行安全、有效的支护,显得尤为重要。本文以黄土地区某高层建筑深基坑支
氯盐侵蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性问题的重要原因。根据混凝土中氯盐的传输机理和钢筋锈蚀规律,被水泥水化产物结合的氯离子不会对钢筋锈蚀造成影响,所以引起钢筋锈蚀的并
随着人们对建筑美学的不断追求,隐式双索夹持式玻璃幕墙应运而生。隐式双索夹持式玻璃幕墙,主要由夹持节点,中空玻璃和双向拉索组成。它是由隐式单索夹持式玻璃幕墙发展而来的一
随着基坑工程的发展,传统的基坑设计理念及计算理论均已不能满足工程需求。本文以实际工程为背景,采用有限元模拟和现场监测数据相结合,研究不同参数变化对基坑稳定性和支护
我国幅员辽阔,境内多山,部分区域地质环境复杂,受天气、人类工程活动、河流水位涨落等因素影响,滑坡灾害频发。对滑坡进行稳定性分析是滑坡灾害防治领域的重要研究内容,目前,
在饮用水处理工艺中,常常采用加氯的方法进行灭菌杀毒。在这个过程中水里含有的物质和氯反应,产生对人体有致癌、致畸和致突变危害的消毒副产物。因此,研究消毒副产物的形成
近年来,水体污染越来越严重,水是人类乃至所有生物不可或缺的物质,同时水也是传播各种各样疾病的渠道。除化学物质大量排入水体外,在饮用水中还不断出现新的病原微生物,病毒
建筑材料的绿色环保、结构形式的多样化、结构性能的可靠性以及房屋的经济性是这个时代建筑业的发展方向。混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢结构在建筑业已达到前所未有的成绩
我国是风灾多发国家,特别是东南沿海地带风灾更为频繁。风灾是自然灾害中发生频次最高、影响范围最广的一种,常常给人们生命财产带来巨大损失。目前结构抗风研究大多集中在重