钢板剪力墙和组合剪力墙的抗剪静力性能

论文摘要

由于施工快捷、延性好、抗震性能优越等一系列优点,钢板剪力墙（SSW）和钢板-预制混凝土板组合剪力墙（SCSW,以下简称组合剪力墙）作为建筑结构中一种新型的抗侧力构件而受到广泛关注。本文应用大型通用有限元软件ANSYS对正常边界条件下钢板剪力墙和组合剪力墙的抗剪静力性能进行了研究,主要内容包括:（1）通过对单跨多层钢板剪力墙及组合剪力墙结构体系的研究,探讨了节点连接方式对其抗剪静力性能的影响,建立了用于参数分析的单跨单层剪力墙简化模型。（2）研究了高厚比λ、跨高比β以及框架柱抗压刚度EA和抗弯刚度EI对钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,分析了钢板剪力墙的受力机理。（3）基于钢板剪力墙简化模型,建立了组合剪力墙简化模型,研究了预制混凝土板厚度tc、混凝土强度等级、高厚比λ和跨高比β对组合剪力墙抗剪静力性能的影响,分析了组合剪力墙的受力机理。（4）设计了抗剪静力性能完全相同的组合剪力墙和全加劲钢板剪力墙,并对二者进行了经济性比较。研究结果表明:（1）框架梁、柱节点的连接方式仅在局部影响着钢板剪力墙和组合剪力墙中钢板的受力。（2）高厚比λ是影响钢板剪力墙抗剪静力性能的重要因素。当高厚比λ较小时,剪力墙主要以全截面受剪承担水平荷载,出平面位移较小;随着高厚比λ的增大,剪力墙转变为以斜向拉力带承担水平荷载,受力时发生较大的出平面位移。（3）预制混凝土板的厚度t c是影响组合剪力墙抗剪静力性能的决定因素。在本文给定条件下,当预制混凝土板的厚度t c达到一定值时,组合剪力墙中的钢板几乎不发生明显的出平面位移,此时剪力墙以钢板全截面受剪承担水平荷载。（4）组合剪力墙的单位工程预算少于全加劲钢板剪力墙,并且在设计及施工的方便性方面具有很大优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 钢板剪力墙的构成及形式
• 1.1.3 组合剪力墙的构成及形式
• 1.1.4 课题的意义
• 1.2 国内外相关课题的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容和方法
• 第2章 有限元模型的建立
• 2.1 引言
• 2.2 有限单元法介绍
• 2.3 非线性介绍
• 2.3.1 几何非线性问题
• 2.3.2 材料非线性问题
• 2.4 钢材与混凝土的本构关系
• 2.4.1 钢材的本构关系
• 2.4.2 混凝土的本构关系
• 2.5 单元选择
• 2.5.1 钢板与预制混凝土板的单元选择
• 2.5.2 框架梁、柱的单元选择
• 2.6 钢板初始缺陷的施加
• 2.7 网格划分
• 2.8 模型计算结果与试验结果的对比
• 2.9 力学模型的简化
• 2.9.1 框架梁、柱节点连接方式的探讨
• 2.9.2 不同框架节点连接方式下钢板及框架的内力与变形比较
• 2.9.3 剪力墙简化模型的建立
• 2.9.4 对单跨单层剪力墙简化模型的进一步简化
• 2.10 本章小结
• 第3章 钢板剪力墙的抗剪静力性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 高厚比λ对钢板剪力墙抗剪静力性能的影响
• 3.3 跨高比β对钢板剪力墙抗剪静力性能的影响
• 3.4 框架柱对钢板剪力墙抗剪静力性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 组合剪力墙的抗剪静力性能和经济性分析
• 4.1 引言
• 4.2 预制混凝土板对组合剪力墙抗剪静力性能的影响
• 4.3 高厚比λ对组合剪力墙抗剪静力性能的影响
• 4.4 跨高比β对组合剪力墙抗剪静力性能的影响
• 4.5 组合剪力墙与全加劲钢板剪力墙的经济性比较
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢