工字形加勁肋帶縫鋼板剪力墻力學(xué)性能研究.pdf

1、工字形加勁肋帶縫鋼板剪力墻力學(xué)性能研究ResearchonthemechanicalpropertiesofIshapestiffenedsteelplateshearwallwithslits學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程研究生：阮明創(chuàng)指導(dǎo)教師：韓慶華教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十二月摘要在現(xiàn)代建筑，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式之一。鋼結(jié)構(gòu)有幾個優(yōu)點(diǎn)：剛度、強(qiáng)度高，延性好和重量輕。在高層建筑側(cè)向荷載變成最重要的作用因素，

2、垂直重力荷載以退城第二位。所以在高層建筑結(jié)構(gòu)里，抗側(cè)向荷載體系成為重要部分?？箓?cè)力體系不僅決定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，承載性和抵抗地震性能，而且影響著建筑的經(jīng)濟(jì)性。所以研究抗側(cè)力體系已經(jīng)成為一個重要課題。抗側(cè)力體系中，帶縫鋼板剪力墻作為一種新型的構(gòu)件，有著良好的延性和耗散地震能量性。帶縫鋼板剪力墻已被國內(nèi)外研究比較成熟而已經(jīng)被應(yīng)用到實(shí)際工程。但是開縫也對鋼板墻帶來不利影響，鋼板墻的平面外剛度被降低，從而影響到鋼板墻的穩(wěn)定性。本文通過研究帶縫鋼板墻

3、的優(yōu)缺點(diǎn)，研究各種加勁肋方法，總結(jié)提出一個新型抗側(cè)體系，稱為工字形加勁肋帶縫鋼板剪力墻，簡稱工字形帶縫鋼板墻。工字形帶縫鋼板墻的制造為：在鋼板上使用激光以一定間距b切割出高h(yuǎn)的狹縫，在縫間壁左右兩邊設(shè)置豎向的加勁肋，成為工型柱。縫間壁是工型柱的腹板，加勁肋的鋼板為此柱的翼緣。本文對工字形帶縫鋼板墻的力學(xué)性能進(jìn)行了較深入的研究。在分析過程中，本文利用有限元計算軟件ANSYS做了大量數(shù)值分析，總結(jié)了工字形帶縫鋼板墻的穩(wěn)定性、力學(xué)性能以及各種

4、開縫，加勁肋因素對鋼板墻的影響規(guī)律，并綜合出一些參數(shù)的可取范圍。具體工作如以下幾方面：1工字形帶縫鋼板墻受力特征理論分析，提出一些基本假定，約束條件，推導(dǎo)出其平面內(nèi)剛度，彈性階段極限承載力及最大極限承載力計算公式。并做了三種墻無開縫鋼板墻，無加勁肋及工字形帶縫鋼板墻做了計算對比分析。2對工字形帶縫鋼板墻的屈曲特征進(jìn)行模型有限元計算分析，得出其屈曲特征及屈曲特征值。并和無開縫及未加勁肋帶縫鋼板墻對比分析，結(jié)果工字形帶縫鋼板墻屈曲特征值被提

5、高215倍。3對工字形帶縫鋼板墻的滯回性能進(jìn)行研究分析，并和無開縫及無加勁肋帶縫鋼板墻對比分析，總結(jié)出工字形帶縫鋼板墻滯回性能的優(yōu)點(diǎn)，并其最大承載力被提高2倍。4工字形帶縫鋼板墻的應(yīng)力應(yīng)變分布及塑性變形分布分析，并做一個對比分析得出工字形鋼板墻的優(yōu)點(diǎn)。5工字形帶縫鋼板墻的用鋼量及經(jīng)濟(jì)性分析。6本文對加勁肋及開縫參數(shù)做了計算分析，總結(jié)該參數(shù)對工字形帶縫鋼板墻受力特征的影響規(guī)律，并推薦這些參數(shù)的改選的范圍。關(guān)鍵詞：工字形帶縫鋼板墻，屈曲特征