带边缘加劲的单个蝴蝶形钢板剪力墙的耗能性能研究

来源 :苏州科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ruyang0828
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近年来,内填钢板剪力墙依靠其良好的承载力以及优秀的耗能性能,并且通过螺栓与框架梁进行连接方便地震后替换,已经作为抗侧力构件应用于高层钢结构建筑之中。本文在借鉴蝴蝶形钢板耗能器中起主要作用的蝴蝶形短柱的基础上,创新设计了带边缘加劲的单个蝴蝶形钢板剪力墙,作为整个钢板剪力墙直接放置在框架中,较大程度的节省了用钢量并保证一定的抗侧性能、延性和耗能性能。为了解单个蝴蝶形钢板剪力墙的抗震性能,本文采用控制变量的研究方法并采用有限元软件ANSYS,通过探究有无边缘加劲肋、不同形式的钢板剪力墙,和钢板的腰宽比、高厚比和高宽比等因素对钢板性能的影响,得出以下结论:(1)通过设置边缘槽钢加劲肋可以较明显提高钢板承载力及耗能性能,并且钢板平面外变形也可以得到有效的控制。(2)单个蝴蝶形钢板剪力墙较其他形式钢板剪力墙不易发生平面外失稳,表现出了更好的延性和耗能性能。(3)钢板腰宽比越小,钢板越不容易失稳,但其抗剪承载能力下降,综合考虑其承载力以及耗能能力,腰宽比宜取0.4最佳;钢板高厚比越小,钢板越不易发生平面外失稳,抗剪承载力越高,但耗能效率降低,综合考虑,高厚比宜取400左右;钢板高宽比越大,钢板越不容易失稳,且耗能性能越强,但是抗剪承载能力降低,对比综合考虑,高宽比宜取2.5—2.7之间。(4)根据性能最优的试件,通过改变几种常用的槽钢加劲肋尺寸,得出最优的加劲肋为[100×40×6号槽钢。(5)本文还研究了如果高宽比取为1.0时的单个蝴蝶形钢板剪力墙的加劲肋设置问题,建议采用钢板中间设置竖向槽钢加劲肋的方式,对钢板剪力墙的面外变形的限制以及耗能性能的提升有明显的效果。本文研究的研究结论可为这种单个蝴蝶形钢板剪力墙的推广应用提供参考。
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