不同形式边缘构件钢板组合剪力墙抗震性能试验研究

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近来,随着国家经济快速发展,土地资源越来越珍贵的当下,高层建筑的需求日益增长,使得人们开始追逐更高的建筑高度,更优的建筑性能的,与此同时也对剪力墙的各项性能指标有更高的需求。为此,近年来关于钢板组合剪力墙的研究越来越多,因为这种剪力墙可以较好满足对剪力墙更好性能指标的需求。钢板组合剪力墙按照钢板布置方式、连结件形式等有诸多分类,而目前在国内广泛应用的一种钢板组合剪力墙是多腔外包钢板混凝土剪力墙,不过这种钢板组合剪力墙有诸如浇筑流动性差,墙体冷桥,整体性差等缺陷。因此某公司提出了一种新型装配式钢板组合剪力墙,这种钢板组合剪力墙能够在保持优越抗震性能的同时,进一步改善了之前多腔外包钢板混凝土组合剪力墙结构的种种缺陷。基于这些优势,近来国内也展开了一系列针对该类型剪力墙的研究,但目前这些研究主要是集中于该剪力墙的一字形单片墙体的抗震性能研究,对该新型剪力墙结构的边缘构件的研究尚少,且较少有关于这种剪力墙在高剪跨比下的试验研究。故本文就是以这种钢板组合剪力墙为研究对象,设计了4个不同边缘构件的试件,剪跨比统一取为2.5,采取低周反复加载试验以及数值模拟参数化分析相结合的方式,旨在研究不同边缘构件下试件的滞回性能,变形性能,刚度退化,强度退化等抗震性能的差异,辅以数值模拟分析其差异原因。以此,本文得到如下主要结论:(1)该钢板组合剪力墙的破坏过程和模式主要表现为墙体外侧钢板下部发生屈曲或鼓包并发展形成屈曲带,墙体两端侧面底部发生屈曲或撕裂现象,钢板内部混凝土仅在底部发生轻微损伤。最终破坏为剪力墙下部钢板屈服或撕裂,墙体上半部分基本保持完好,边缘构件并未明显改变其构件的破坏形态;(2)带边缘构件的钢板组合剪力墙滞回曲线整体相似,大体呈现弓形,总体来说滞回较为饱满,延性性能良好,综合看来抗震性能优越,但是在加大边缘构件范围内未设置加劲肋,会导致混凝土缺乏约束,产生斜裂缝,乃至损伤,从而使得构件滞回捏缩现象更明显。(3)根据应变片数据分析可知,构件的两侧底部钢板会率先屈服,然后随着荷载的增加,屈服范围逐渐向上,以及向中间发展,而边缘构件的面积增大可以改变中心高度范围内的应变特征,使得边缘构件面积大的构件较边缘构件面积小的构件,在中部位置的钢板提前产生较大的变形,这种现象虽不会改变整体的破坏模式,但这有利于提升构件的耗能能力;(4)通过对比四个构件的抗震性能,发现增设翼墙可以有效地提高构件的承载能力以及耗能能力;增设端柱可以有效地提高构件的延性性能。
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