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纵横加劲肋钢板剪力墙试验与理论研究

作　者: 侯蕾
导　师: 郝际平
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 纵横加劲肋钢板剪力墙弹性屈曲抗剪性能
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 232次
引　用: 20次
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内容摘要

过去的几十年中,在世界范围内钢板剪力墙已经作为一种新型的抗侧力体系在高层建筑中得到了应用。大量的研究工作针对于在侧向荷载作用下无加劲肋平面薄钢板的屈曲后性能或者是厚钢板的弹性屈曲性能而展开。本文主要的研究对象为不同边框连接条件下、高厚比在400～800范围内的纵横加劲肋薄钢板剪力墙,研究内容如下:(1)高厚比约为400的比例为1∶3的两个单层单跨十字加劲肋钢板剪力墙在低周反复荷载作用下的抗震性能的试验研究。试验结果表明,十字加劲肋钢板剪力墙具有较好耗能能力及延性。(2)对高厚比在200～800范围内的纵横加劲肋钢板剪力墙进行了弹性屈曲性能分析。研究表明,加劲肋钢板剪力墙的屈曲均为相关屈曲,《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)在特定条件下过高估计了纵横加劲肋钢板剪力墙的弹性屈曲承载力。本文提出了设计建议。(3)利用大挠度弹塑性有限单元法,本文系统地分析了三个主要参数(板高厚比、肋板刚度比和柱弹性刚度)对边框铰接和刚接条件下的纵横加劲肋薄钢板剪力墙受剪破坏机理和抗剪性能的影响,其中考虑了初始几何缺陷对钢板墙性能的影响。研究表明,钢板墙抗剪性能取决于板高厚比、肋板刚度比和柱子弹性刚度以及三参数之间的相关性。并且给出相应的阶段设计公式,为以后的研究工作提供参考。

全文目录

1 绪论  7-20
  1.1 概述  7-11
    1.1.1 钢板剪力墙的发展及应用范围  7-8
    1.1.2 钢板剪力墙的结构特点及分类  8-11
  1.2 国内外部分研究的概况  11-19
    1.2.1 钢板剪力墙国外研究概况  11-15
    1.2.2 钢板剪力墙国内研究概况  15-16
    1.2.3 钢板剪力墙的现行设计理论  16-18
    1.2.4 钢板剪力墙理论研究的不足  18-19
  1.3 本文研究的问题和方法及意义  19-20
    1.3.1 本文研究的问题  19
    1.3.2 本文研究的方法  19
    1.3.3 本文研究的意义  19-20
2 有限元理论  20-31
  2.1 引言  20
  2.2 非线性有限元分析  20-31
    2.2.1 几何非线性问题  20-23
    2.2.2 材料非线性问题  23-25
    2.2.3 非线性方程组的数值解法  25-29
    2.2.4 建立ANSYS模型的单元选择  29-31
3 试验研究及有限元模拟分析  31-59
  3.1 试验目的  31
  3.2 试验内容  31
  3.3 试件设计  31-32
  3.4 试件装置  32-34
  3.5 加载方案  34
  3.6 材性试验  34-36
  3.7 试验过程描述及比较  36-47
    3.7.1 试件破坏过程  36-39
    3.7.2 试件的滞回曲线与变形  39-45
    3.7.3 试件钢材应变分析  45-47
  3.8 试验数据处理及分析  47-52
    3.8.1 试件的骨架曲线  47
    3.8.2 试验结果特征点参数汇总  47-48
    3.8.3 试件的耗能性能  48-50
    3.8.4 试件的承载力退化系数  50
    3.8.5 恢复力特征与恢复力计算模型  50-51
    3.8.6 试件的延性指标  51-52
  3.9 ANSYS有限元摸拟分析  52-59
    3.9.1 有限元求解分析过程  52
    3.9.2 有限元程序试验验证  52-59
4 纵横加劲肋钢板剪力墙弹性屈曲性能分析  59-72
  4.1 板的稳定问题分析方法  59-61
    4.1.1 板的经典解析法  59-60
    4.1.2 板的数值法  60-61
  4.2 有限元分析模型及分析参数  61-72
    4.2.1 有限元分析模型  61-62
    4.2.2 有限元分析参数  62-63
    4.2.3 纵横加劲肋板的弹性屈曲应力  63-65
    4.2.4 参数变化对弹性屈曲系数的影响  65-72
5 纵横加劲肋钢板剪力墙抗剪性能分析  72-95
  5.1 引言  72-73
  5.2 钢板剪力墙受剪破坏阶段  73-74
  5.3 钢板剪力墙抗剪极限承载力  74-95
    5.3.1 公式对比实验研究  74-75
    5.3.2 典型性分析  75-77
    5.3.3 参数分析  77-94
    5.3.4 正交与回归分析  94-95
6 结论与展望  95-96
  6.1 结论  95
  6.2 展望  95-96
致谢  96-97
参考书目  97-99

纵横加劲肋钢板剪力墙试验与理论研究

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