本章基于试验研究,结合非线性有限元数值模拟分析,对波形钢板剪力墙的抗侧刚度、承载能力、耗能能力、延性、塑性变形能力、各参数对钢板剪力墙力学性能的影响、约束边缘构件与内嵌钢板的刚度匹配问题等进行了研究,得到以下结论:
1)3个钢板剪力墙,竖向波形钢板剪力墙和横向波形钢板剪力墙滞回曲线呈饱满的梭形,承载力退化缓慢,表现出较好的滞回性能。平钢板剪力墙的受力基本处于弹性阶段,滞回曲线基本呈直线状态;波形钢板剪力墙的滞回曲线较为饱满,其中竖向波形钢板滞回曲线在加载初期呈现一定的捏拢现象,骨架曲线呈“Z”形,而横向波形钢板剪力墙的滞回曲线为饱满的梭形,骨架曲线呈“S”形。
2)平钢板剪力墙初始刚度较小,在水平荷载作用下内嵌平钢板发生平面外鼓曲,H型钢柱发生较大倾斜,剪力墙屈服较早,抗震性能较差;波形钢板剪力墙具有较大的初始刚度、较高的承载能力、较好的变形能力、较好的延性、稳定的耗能能力和较强的塑性变形能力,表现出良好的抗震性能。
3)竖向波形钢板剪力墙可以有效地参与承担竖向荷载,而横向波形钢板剪力墙则能够避免竖向荷载对内嵌横向波形钢板的作用,进而减小竖向荷载作用对波形钢板剪力墙抗震性能的影响。(www.daowen.com)
4)当波形钢板的高厚比和波角不同时,波形钢板剪力墙的初始抗侧刚度基本相同,随着波形钢板高厚比的减小、波角的增加,波形钢板剪力墙的耗能能力和承载力均显著提高。随着轴压比的增大,波形钢板剪力墙的承载力和延性都有所降低,延性降低幅度最大。与竖向钢板剪力墙相比,横向波形钢板剪力墙受轴压比的影响较小。
5)钢板剪力墙对约束边缘构件具有较大的依赖性,3个试件均由于H型钢柱平面外刚度较弱而发生失稳破坏,钢板剪力墙的约束边缘构件与内嵌钢板的刚度匹配问题对内嵌钢板性能的发挥起着至关重要的作用。3种纯钢板剪力墙在约束边缘构件与内嵌钢板刚度匹配合理时,承载能力与延性均较好,其中横向波形钢板剪力墙的承载能力与延性最好。
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