梯形波折钢板剪力墙内嵌墙板抗侧性能研究

摘要

与普通平钢板剪力墙相比,波折钢板剪力墙的抗侧性能与设计方法仍有待研究.利用有限元方法分析波折钢板剪力墙体系中内嵌墙板的抗侧性能和承载机制,提出设计建议.首先,通过对比梯形波折钢板及与之对应的正弦波折钢板的抗侧性能,证明梯形波折优于正弦波折,且子板面倾斜角度越大,抗侧承载力越大;设计正交有限元试验研究波折参数(宽高比L/H、高厚比H/t、波折数量H/Cl、波折角度θ)对内嵌钢板极限和残余承载力的影响,指出宽高比和波折角度对墙板抗侧性能的影响最大.其次,通过比较波折钢板墙与对应平钢板墙的边缘框架内力分布,揭示了内嵌波折钢板的两种抗侧力机制,设计合理的波折钢板能够实现面内剪切屈服的抗侧机制,满足稳定的屈曲后强度的要求;而屈曲后强度下降的墙板,将对边缘柱产生较大的附加弯矩,削弱结构整体性能.对于大宽高比的钢板墙来说,竖直放置的波折钢板面外变形更小,剪切屈服能够充分发展,具有更优越的性能.最后,对工程常用参数范围的波折钢板进行抗侧承载力分析,给出极限承载力的拟合公式,提出保持屈曲后承载力稳定的设计建议.研究发现,减小内嵌墙板的正则化高厚比可以提高其延性.根据提出的设计建议设计的墙板可以实现面内剪切屈服的抗侧承载机制.