蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系的二层结构试验研究

摘要

蝴蝶形钢板剪力墙-自复位钢框架作为一种新型抗侧力结构，将具有后张拉节点的自复位钢框架和蝴蝶形板剪力墙相结合，让二者优势充分发挥。一方面，后张拉节点可以让钢框架梁柱基本保持弹性受力状态，而使塑性变形耗能主要集中在钢板剪力墙上，从而有效控制整体结构的残余变形；另一方面，与连接角钢、摩擦板和摩擦螺栓等耗能构件相比，蝴蝶形钢板剪力墙耗能能力更强，在震后可以快速更换，降低维修成本。本文主要完成了以下工作： （1）通过简化的组合弹簧模型推导出蝴蝶形钢板剪力墙初始弹性抗侧刚度理论公式，利用虚功原理和位移法推导出试件的初始弹性抗侧刚度。 （2）进行了两层单跨1/2缩尺的一个自复位钢框架结构及七个蝴蝶形钢板剪力墙-自复位钢框架结构的试验研究，着重分析了试件的承载力、滞回性能、耗能能力、复位性能、预应力高强度钢筋的内力变化曲线以及关键部位的应力分布规律。 （3）在试验基础上，研究了蝴蝶形钢板墙的高厚比、高宽比和蝴蝶杆层数以及试件的初始预应力等参数对试件的承载力、滞回性能、耗能能力和复位效果等性能的影响。结果表明：随着钢板高厚比和高宽比的减小，试件的承载力和耗能能力增大，但残余变形随着高厚比减小而增加，且几乎不受高宽比的影响；蝴蝶杆层数越多，试件的承载力和残余变形越大，耗能越迅速，但最终耗能量相同；初始预应力越大，试件的承载力越大，耗能能力越弱，残余变形越小。 （4）通过理论分析和试验研究，可以得出蝴蝶形钢板剪力墙-自复位钢框架结构在设计合理的情况下，能够实现耗能和复位的协调统一。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2钢板剪力墙研究现状

1.3新型自复位节点的研究现状

1.4钢板剪力墙-自复位结构体系研究现状

1.5钢板剪力墙-自复位结构研究的不足

1.6本文研究内容

第二章 蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系理论分析

2.1蝴蝶形钢板理论分析

2.2自复位钢框架受力分析

2.3 蝴蝶形钢板剪力墙—自复位结构体系理论分析

2.4 蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系抗震性能化设计目标

2.5 本章小结

第三章 两层蝴蝶形钢板剪力墙-自复位钢框架结构试验研究

3.1试验目的

3.2试件设计

3.3试验方案

3.4 材性试验

3.5试验结果分析

3.6 试件初始抗侧刚度对比

3.7 本章小结

第四章 两层蝴蝶形钢板剪力墙-自复位钢框架结构试验参数分析

4.1蝴蝶形钢板高厚比对结构体系的影响

4.2蝴蝶形钢板高宽比对结构体系的影响

4.3蝴蝶杆排数对结构体系的影响

4.4初始预应力对结构体系的影响

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作 者 简 介