非加劲钢板剪力墙的统一简化滞回分析模型研究

发布时间：2019-04-27 01:10

【摘要】：非加劲钢板剪力墙(Unstiffened Steel Plate Shear Wall,简称USPSW)作为一种新型抗侧力构件,在实际工程中表现出抗侧刚度大、水平承载力高、变形及延性性能优良、滞回性能稳定等优点。通常情况下,USPSW结构可按高厚比不同分为三类:薄板剪力墙(λ300)、中厚板剪力墙(100λ≤300)、及厚板剪力墙(λ≤100)。目前已提出的USPSW结构的简化模型均具有一定局限性,其中传统拉杆模型(SM)、修正拉杆模型(MSM)、三拉杆模型(TSM)、混合2-8杆系模型,仅适用于薄板剪力墙;统一等代模型(USM)虽然解决了传统SM模型模拟中厚墙板的不足,但略显复杂,且剪切比例系数由回归确定。基于此,本文在现有钢板剪力墙拉杆模型基础上,提出一种新型的可用于分析薄板、中厚板及厚板剪力墙的统一简化滞回分析模型(Unified Hysteresis Strip Model,简称UHSM)。这对完善非加劲钢板剪力墙结构的宏观简化模型,推动非加劲钢板剪力墙在我国的工程应用具有重要意义。主要研究工作如下:(1)对国内外已完成的典型非加劲钢板剪力墙试验进行了数值模拟,明晰了非加劲钢板剪力墙的滞回性能,指出了传统板带模型模拟非加劲钢板剪力墙滞回性能的缺陷,讨论了现有的钢板剪力墙宏观简化模型的不足。基于此,通过修正板带的轴力-位移恢复力模型,考虑非加劲钢板剪力墙屈曲后压应力场的贡献,提出了非加劲钢板剪力墙统一简化滞回分析模型的基本理论。(2)通过单层单跨、梁柱铰接且无穷刚的非加劲薄板、中厚板、厚板钢板剪力墙试件的微观有限元模型与宏观有限元模型滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、滞回耗能的对比,证明忽略钢梁、钢柱影响后,本文所提出的UHSM的精确性。随后,通过梁柱刚接的单层单跨非加劲钢板剪力墙结构微观有限元与宏观简化模型的对比分析,验证UHSM在考虑实际结构中钢柱、钢梁影响后的有效性。(3)通过多层非加劲钢板剪力墙试件微观有限元模型与宏观简化模型滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线、滞回耗能的对比,验证UHSM在考虑实际层数影响时静力性能的精确性。(4)对第四章建立的多层非加劲钢板剪力微观有限元模型与宏观简化模型进行模态分析,说明UHSM能够准确反映非加劲钢板剪力墙的周期、振型。随后,对试件进行了动力弹塑性时程分析,对比微观有限元模型与宏观简化模型的顶点时程曲线、基底剪力时程曲线及基底剪力-顶点位移曲线结果,证明采用UHSM的动力性能的可靠性。
[Abstract]:Non-stiffened steel plate shear wall (USPSW), as a new type of lateral force resisting member, has the advantages of large lateral stiffness, high horizontal bearing capacity, excellent deformation and ductility, stable hysteretic performance and so on in practical engineering. (Unstiffened Steel Plate Shear Wall, (non-stiffened steel plate shear wall) is a new type of lateral force member. In general, USPSW structures can be divided into three categories according to the ratio of height to thickness: thin plate shear wall (位 300), medium and thick plate shear wall (位 鈮，

本文编号：2466557