中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 吴群江苏科技大学 2016年硕士导师: 邵建华共179页

摘要 : 低屈服点钢板剪力墙体系具有较高的抗侧刚度、强度和延性，同时滞回曲线稳定并有很大的塑性耗能能力，能够较为有效地降低地震的灾害，起到防震减灾的作用。低屈服点钢板剪力墙基于性能的抗震设计方法的提出更能够使得建筑在未来不同强度水平地震作用... 展开低屈服点钢板剪力墙体系具有较高的抗侧刚度、强度和延性，同时滞回曲线稳定并有很大的塑性耗能能力，能够较为有效地降低地震的灾害，起到防震减灾的作用。低屈服点钢板剪力墙基于性能的抗震设计方法的提出更能够使得建筑在未来不同强度水平地震作用下，有效地控制建筑物的不同破坏状态，使建筑物实现不同的性能水平，具备预期的功能，拥有广阔的工程应用价值。本文通过研究国内外大量的相关文献，对低屈服点钢板剪力墙基于性能的抗震设计方法进行系统地研究，主要的研究工作和成果如下：（1）研究大量的国内外相关文献，提出了低屈服点钢板剪力墙结构基于位移的性能化抗震设计方法，并介绍了利用能力谱法对基于性能设计方法设计好的低屈服点钢板剪力墙结构进行性能评估的方法，以验证所设计的低屈服点钢板剪力墙结构的合理性。（2）设计了一榀两层的低屈服点钢板剪力墙缩尺模型，对其进行水平低周循环往复加载试验。通过试验着重研究低屈服点钢板剪力墙结构的抗侧刚度、延性、极限承载力、耗能，以及剪力墙板的变形和应力分布等特点，分析了结构屈服后承载力的变化，墙板第一主应力倾角以及梁、柱和墙板在试验过程中的应力变化，从而系统地了解低屈服点钢板剪力墙结构的抗震性能。（3）基于理论分析和试验的基础上，通过 ANSYS和 SAP2000两种有限元分析软件分别对试件进行数值模拟。在ANSYS中，采用APDL语言编写了结构构件全部用壳单元shell181进行有限元数值模拟以考虑局部屈曲影响的命令流程序，壳单元很好地模拟了试件在试验过程中结构构件应力的变化及低屈服点剪力墙板变形的形成过程。基于杆单元和分层壳单元利用 SAP2000有限元分析软件分析了结构整体的性能。试验数据验证了两种有限元分析方法的正确性。（4）基于试验数据，参考国内外的相关文献以及我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010附录M中对需要按地震残余变形确定使用性能的结构的层间位移参考指标示例，对低屈服点钢板剪力墙的性能指标进行了量化，并对相应层间位移角下结构的试验现象进行了描述。在达到规范规定的弹性位移角限值1/250时，墙板已接近全部屈服，而框架柱未发生屈服，整体结构基本完好；在达到规范规定的弹塑性位移角限值1/50时，墙板中心的凸起明显，两边框架柱皆进入屈服，且翼缘出现轻微的扭曲。（5）根据低屈服点钢板剪力墙结构基于位移的抗震性能化设计方法，设计出高烈度地震区10层和30层的低屈服点钢板剪力墙结构。按照所量化的四个性能指标分别进行抗震性能化设计，详细地给出了10层低屈服点钢板剪力墙结构基于性能3和性能4的设计过程，以及30层低屈服点钢板剪力墙结构考虑高阶振型影响基于性能3的设计过程。并利用能力谱法对设计好的结构进行性能评估，分析结构在不同性能下性能状态，以验证结构的合理性。在不同的性能状态下，低屈服点钢板剪力墙结构的剪力墙板随着地震水平提高不断地屈服，而外框架始终未出现塑性铰，说明了低屈服点剪力墙板在不同的性能状态下皆发挥了重要的作用，证实了低屈服点钢板剪力墙结构的抗震性能很好，结构体系的优势很明显，适合广泛推广使用。收起

关键词 : 低屈服点钢板剪力墙结构性能设计指标量化结构试验

2. 钢框架--密肋式低屈服点钢板剪力墙结构抗震与减震性能研究

[学位论文] 申茂聪西安理工大学 2017年硕士导师: 田洁;荆罡共97页

摘要 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙是一种新型的结构抗侧体系，本文主要采用有限元软件对密肋式低属服点钢板剪力墙以及钢框架一密肋式低屈服点钢板剪力墙在循环荷载作用下的滞回性能进行了分析。并且对钢框架一密肋式低屈服点钢板剪力墙结构进行了地震反应分... 展开

关键词 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙钢框架循环荷载滞回性能

3. 基于低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥横桥向减震研究

[学位论文] 尹浩熹贵州大学 2019年硕士导师: 袁波共78页

摘要 : 大跨度斜拉桥在交通运输中地位突出，一旦在地震中发生损坏，将严重影响抗震救灾的工作进程，极大程度地加剧人员伤亡和财产损失。在大跨度斜拉桥结构上合理地安装阻尼装置，可以较大程度地耗散地震能量，减小斜拉桥结构的动力响应，达到保护结构主体... 展开大跨度斜拉桥在交通运输中地位突出，一旦在地震中发生损坏，将严重影响抗震救灾的工作进程，极大程度地加剧人员伤亡和财产损失。在大跨度斜拉桥结构上合理地安装阻尼装置，可以较大程度地耗散地震能量，减小斜拉桥结构的动力响应，达到保护结构主体的目的。目前，金属阻尼器在国内应用广泛，具有工作性能好、造价低廉、安装及维修养护方便等诸多优点。本文提出在某大跨度全漂浮体系斜拉桥的纵向主梁和桥墩横梁之间安装低屈服点开缝钢板阻尼器，同时考虑一致地震和非一致地震的作用效果，对比未安装和安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥结构横桥向的地震响应，研究低屈服点开缝钢板阻尼器在大跨度全漂浮体系斜拉桥中横桥向的减震效果。本文的研究内容主要包括以下几个方面： 1.通过9组变化开缝参数的低屈服点开缝钢板有限元模型，验证了低屈服点开缝钢板初始刚度和极限抗剪承载力的计算公式。通过提取低屈服点开缝钢板的滞回曲线、骨架曲线，发现其具有良好的滞回性能，且耗能效率高、延性较好。 2.以某跨度为115m+230m+115m的全漂浮体系钢结构斜拉桥为工程背景，按照结构设计的实际情况，采用有限元软件ABAQUS分别建立未安装和安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥模型，并对两者的自振特性进行对比分析。分析表明：未安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥一阶振型为主梁对称横弯，周期为7.1886s；安装低屈服点开缝钢板阻尼器后，斜拉桥一阶振型变为主梁对称竖弯，周期为1.6100s，而主梁的对称横弯出现在第二阶振型，周期减小为1.2175s。 3.采用有限元软件ABAQUS，对未安装和安装低屈服点开缝钢板阻尼器的全漂浮体系斜拉桥分别输入相同的横桥向的地震波，对比两者横桥向的地震响应。分析表明：安装低屈服点开缝钢板阻尼器后，全漂浮体系斜拉桥墩梁横桥向相对位移大幅度减小，塔顶横桥向位移变化不明显，墩底横桥向弯矩略有增加。 4.考虑行波效应对大跨度桥梁结构的影响，采用有限元软件MIDAS CIVIL，分别建立跨度为145m+290m+145m的未安装和安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥模型，对其输入横桥向的非一致激励地震波并分析其横桥向的地震响应。分析表明：行波效应对斜拉桥主梁跨中横桥向位移影响较大，对塔顶横桥向位移影响较小。行波效应对安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥墩底横桥向内力影响较大，对未安装低屈服点开缝钢板阻尼器的斜拉桥墩底横桥向内力影响较小。收起

关键词 : 斜拉桥低屈服点开缝钢板阻尼器横桥向位移地震响应减震效果

4. 钢板剪力墙耗能装置的抗震性能研究

[学位论文] 田惠文哈尔滨工业大学 2010年硕士导师: 董毓利共66页

摘要 : 被动耗能减震结构控制体系是提高建筑物抗震能力的经济、有效方法之一。本文在掌握了国内外研究进展和应用状况的基础上，对低屈服点钢板剪力墙耗能装置的抗震性能进行了分析研究。论文的工作主要包括以下几个方面：（1）介绍了钢板剪力墙... 展开

关键词 : 钢板剪力墙耗能装置抗震性能低屈服点层间位移

5. RC框架--密肋式低屈服点钢板剪力墙结构减震体系研究

[学位论文] 臧家凯西安理工大学 2017年硕士导师: 田洁;田鹏刚共91页

摘要 : 本文从结构的耗能减震控制方面入手，探讨了一种RC框架—密肋式低屈服点钢板剪力墙结构减震体系。以八层RC框架结构的工程实例为研究对象，将密肋式低屈服点钢板剪力墙布置在RC框架中，利用SAP2000有限元软件，建立RC框架—密肋式低屈服点钢板剪力墙结... 展开

关键词 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙结构 RC框架结构地震反应减震体系

6. 密肋式低屈服点钢板剪力墙耗能减震研究

[学位论文] 马瑞西安理工大学 2015年硕士导师: 田洁共77页

摘要 : 本文对密肋式低屈服点钢板剪力墙的抗震性能进行了试验研究，并运用IDARC程序对密肋壁板结构低屈服点钢耗能减震控制结构进行了地震响应分析，研究了低屈服点钢耗能减震控制效果，主要研究内容如下： 1.对两榀密肋式低屈服点钢板剪力墙1∶2比例模... 展开

关键词 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙抗震性能滞回性能减震控制

7. 低屈服点钢板剪力墙力学性能研究

[学位论文] 黄育琪西安建筑科技大学 2013年硕士导师: 郝际平共121页

摘要 : 近年来,国内外许多学者对钢板剪力墙的力学性能进行了研究,大部分采用普通钢材作为内填钢板,但针对以低屈服点钢材作为内填钢板的低屈服点钢板墙的研究并不多见。本文以力学性能分析为理论基础,采用ANSYS有限元分析软件对低屈服点钢板墙进行数值分析,... 展开近年来,国内外许多学者对钢板剪力墙的力学性能进行了研究,大部分采用普通钢材作为内填钢板,但针对以低屈服点钢材作为内填钢板的低屈服点钢板墙的研究并不多见。本文以力学性能分析为理论基础,采用ANSYS有限元分析软件对低屈服点钢板墙进行数值分析,研究其内填钢板弹性及弹塑性屈曲性能和钢板墙的抗侧刚度、抗剪承载力及滞回性能,并考察了内填钢板对边缘框架柱稳定性的影响,为低屈服点钢板墙在实际工程中的应用提供理论和设计依据。本文主要研究内容及结论如下: (1)首先分析了低屈服点钢板墙的受剪屈曲应力,研究发现《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)附录四中规定的普通非加劲钢板墙屈曲应力计算方法不能直接适用于低屈服点钢板墙,并针对低屈服点钢板墙受剪屈曲应力提出了建议计算方法。 (2)对于相同大小的水平剪力,当钢板墙采用相同的边缘框架时,采用低屈服点钢板墙设计的内填钢板厚度将大于普通钢板墙,使低屈服点钢板墙内填钢板的屈曲应力大于普通钢板墙,内填钢板更多的通过屈曲前纯剪切抗侧;钢板墙内填钢板屈曲前抗侧刚度比屈曲后抗侧刚度约大28.2%;因此,实际工程中采用低屈服点钢板墙将得到更大的初始抗侧刚度,有利于整体结构的抗侧。 (3)低屈服点钢板墙的抗侧性能可以通过叠加内填钢板和边缘框架获得,分析边缘框架的抗侧性能时需特别注意:无论内填钢板屈曲前纯剪抗侧或屈曲后拉力带抗侧,均会对受压侧框架柱产生不容忽视的轴压力,边缘框架总塑性铰弯矩值将减小,从而降低边缘框架的抗剪承载力,但不会影响边缘框架的抗侧刚度。 (4)钢板墙内填钢板屈曲后会对边缘框架柱产生很大的附加弯矩和附加轴力,影响边缘框架柱的稳定性,边缘框架失稳将导致内填钢板斜拉力带不能充分发展。研究结果显示在单向水平荷载作用下,采用低屈服点钢板墙相比普通钢板墙可大大减小对边缘框架柱的附加作用,从而降低边缘框架柱的损坏等级,保证结构整体的安全性。 (5)低屈服点钢板墙在循环往复荷载下的滞回环比普通钢板墙饱满,其极限承载力不如普通钢板墙,但延性和耗能性能优于普通钢板墙。低屈服点钢板墙的滞回环饱满程度及耗能性能不受内填钢板高宽比的影响,当钢板墙高度一定时,结构在循环往复荷载下的极限承载力随内填钢板宽度增加而增大;薄钢板墙的延性与内填钢板高宽比无关,但厚钢板墙延性随高宽比的增大而有所降低。 (6)中跨内填钢板的嵌入能较大程度的削弱地震动对框架梁的作用,但会增加对中跨柱的作用,满足内填钢板边框柱的刚度要求是保证钢框架-钢板剪力墙充分发挥作用的前提;采用低屈服点钢材作为内填钢板的钢框架-低屈服点钢板剪力墙(SF-LYPSPW)结构能较大程度的减小内填钢板对边框柱的作用,降低边框柱的刚度要求。在罕遇地震激励作用下,相对于纯框架和钢框架-钢板剪力墙(SF-SPSW)结构,钢框架-低屈服点钢板剪力墙(SF-LYPSPW)结构能够更好的保护外框架,从而降低外框架损坏等级,保证结构整体的安全性。收起

关键词 : 低屈服点钢板剪力墙受剪屈曲性能抗侧刚度滞回性能时程分析

8. 密肋式低屈服点钢板剪力墙滞回性能研究

[学位论文] 王鹏飞西安理工大学 2015年硕士导师: 田洁共97页

摘要 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙是一种新型的抗侧力结构。本文针对两榀密肋式低屈服点钢板剪力墙进行了试验和理论方面的研究，主要研究内容有： (1)通过对两榀密肋式低屈服点钢板剪力墙1∶2比例模型的拟静力试验研究，研究了密肋式低屈服点钢板剪力墙... 展开

关键词 : 密肋式低屈服点钢板剪力墙滞回性能地震反应有限元分析

9. 低屈服点钢板剪力墙结构抗震性能评估

[学位论文] 唐柏杰江苏科技大学 2016年硕士导师: 邵建华共213页

摘要 : 低屈服点钢材作为一种新型材料，具有优越的伸长率和低屈强比，在钢板剪力墙、阻尼器等消能减震结构中得到了越来越多的应用和发展。本文基于屈服强度为100MPa的钢材，通过两种不同的设计方法设计了6个低屈服点钢板剪力墙结构案例。采用有限元模拟和试... 展开低屈服点钢材作为一种新型材料，具有优越的伸长率和低屈强比，在钢板剪力墙、阻尼器等消能减震结构中得到了越来越多的应用和发展。本文基于屈服强度为100MPa的钢材，通过两种不同的设计方法设计了6个低屈服点钢板剪力墙结构案例。采用有限元模拟和试验相结合的方法对该结构进行了多方面的研究。主要研究工作及成果如下：（1）加工设计了3组低屈服点钢材的试样，对其主要力学性能进行了测试，得出了其本构关系并与普通钢材进行了对比。结果表明：低屈服点钢没有显著的屈服平台，其伸长率是普通钢材的2-3倍，拥有较低屈强比，并且具有后屈服阶段显著的应变硬化性能。（2）通过计算分析和有限元数值模拟设计了一榀单跨单层的低屈服点钢板剪力墙试验模型，在结构试验室进行了水平低周循环往复加载试验，分析了试验构件的抗侧刚度、延性、极限承载力，耗能以及剪力墙板的变形和应力分布等特点。结果表明：试件结构整体的滞回曲线饱满，延性和耗能能力出色；试件在屈服后位移加载到较大倍数的屈服位移时，结构仍具有很高的强度。（3）采用压剪机对一榀单层低屈服点钢板剪力墙进行竖向加载，研究低屈服点钢板剪力墙结构在竖向荷载下的墙板变形等特点，作为低屈服点钢板剪力墙结构的探索性研究试验。（4）根据ANSYS有限元软件利用全壳单元以及SAP2000非线性分层壳单元模拟了循环往复荷载作用下的低屈服点钢板剪力墙试验。通过对比试验结果，验证了有限元分析模型的正确性，为利用有限元数值分析研究低屈服点钢板剪力墙体系的抗震评估提供依据。结果表明：两种有限元方法都能较好地模拟试件的整体性能曲线。（5）根据我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2010和《高层民用建筑钢结构技术规范》JGJ99-98中规定的各构件相关抗震要求，按照抗剪承载力设计了10层、15层、20层、25层的三跨低屈服点钢板剪力墙模型；按照低屈服点钢板剪力墙“屈曲前屈服”理论设计了10层、20层的三跨低屈服点钢板剪力墙模型，并给出了低屈服点钢板剪力墙结构体系详细的抗震设计过程。同时，对比了两种设计方法设计的结构案例的构件应力比、水平地震力和倾覆力矩分配情况。结果表明：在水平地震力分配和倾覆力矩分配方面，“屈曲前屈服”理论设计的墙板更具有优势。（6）利用增量动力分析（IDA）法对所设计的低屈服点钢板剪力墙结构体系的抗震性能进行了评估。利用SAP2000有限元分析软件建立非线性分层壳单元模型，通过多条天然地震波和多条人工地震波数据对结构模型进行了不同地震强度等级下的非线性动力时程分析，描述了结构的破坏过程，评估了结构在小震、中震和大震作用下各自的抗震性能。结果表明：设计的结构满足规范要求，且符合双重抗侧体系“二道防线”的标准。（7）根据《建筑抗震设计规范》中的建议值并结合所设计案例的IDA分析结果和单层试验现象给出了抗震性能水平量化指标：NO：1/400，IO：1/200，LF：1/100，CP：1/63。并通过各案例的IDA曲线数据对每个案例进行了易损性和抗倒塌分析，结果表明：随着地震荷载的增加，结构逐步屈服并进入塑性状态，利用其良好的延性性能开始发挥耗能作用；同一设计方法的结构案例，随层高的增加，抗倒塌储备系数不断地减小；按“屈曲前屈服”理论设计的案例的CMR要大于按抗剪承载力设计的案例。收起

关键词 : 低屈服点钢板剪力墙结构抗震设计性能评估增量动力分析法

10. 半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能研究

[学位论文] 马张永西安建筑科技大学 2019年博士导师: 郝际平共160页

摘要 : 半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构融合了半刚性框架和加劲薄钢板剪力墙结构的优势，是一种双重设防的抗震结构体系，也是一种适应装配式建筑施工要求的新型结构体系。薄钢板剪力墙具有屈曲时噪声大、滞回曲线捏缩严重等缺陷，因此，设置加劲肋是... 展开半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构融合了半刚性框架和加劲薄钢板剪力墙结构的优势，是一种双重设防的抗震结构体系，也是一种适应装配式建筑施工要求的新型结构体系。薄钢板剪力墙具有屈曲时噪声大、滞回曲线捏缩严重等缺陷，因此，设置加劲肋是改善其力学性能的重要手段。但是，焊接导致薄钢板和加劲肋产生显著的缺陷，无法充分发挥薄钢板剪力墙塑性耗能的优势。传统的栓焊型钢框架结构节点区同样存在焊接缺陷，也无法满足装配式钢结构施工的要求。因此，论文以正交互嵌的钢板、穿芯螺栓和圆钢管组成薄钢板剪力墙的防屈曲约束体系以取代焊接加劲肋，不仅可避免焊接对钢板墙和加劲肋造成的损伤，也便于现场安装剪力墙；半刚性节点同样具有连接方便以及能避免焊接缺陷的优势。因此，将两种结构体系相结合，可控制结构整体的耗能和延性，从而提高结构的抗震性能，在高烈度地震区具有良好的应用前景。本文通过振动台试验，对半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构的破坏模式、耗能机理、密肋防屈曲构造以及结构的位移反应、加速度反应进行了系统的研究。通过数值分析手段，对结构体系进行了参数化分析，探讨了薄钢板剪力墙的参数对结构位移和剪力墙应力的影响。对简化分析模型进行验证和比较，探讨了简化分析模型的计算精度。论文的主要内容和成果如下： (1)完成了一栋半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构的振动台试验研究，缩尺比例为1:3，试验中逐次输入El-Centro波、Taft波和人工波，输入地震波的峰值加速度最大达到992gal(9度罕遇地震)，共完成33个工况。试验观察到密肋防屈曲钢板剪力墙未出现平面外失稳现象；半刚性框架和连接节点未发生破坏现象。剪力墙的破坏位置出现在第1层和第2层处，第3层和第4层的剪力墙塑性变形并不明显；钢板剪力墙的破坏模式为小区格内钢板出现反复鼓曲变形且最终形成有规律的“X”形残余变形。试验验证了由钢板、穿芯螺栓和圆钢管组成的防屈曲约束体系具备足够的刚度和强度，能有效约束钢板剪力墙的平面外变形。 (2)半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙具有较大的抗侧刚度。结构遭遇8度多遇地震时，结构的最大层间位移角仅为1/507；遭遇8度罕遇地震时，最大层间位移角仅为1/116。直至遭遇9度罕遇地震，最大层间位移角仅为1/91。试验验证了这种半刚性-密肋防屈曲钢板剪力墙具有较大的刚度和刚度储备。试验发现，地震波的频谱特性对结构变形能力具有一定的影响，在相同峰值加速度激励下，结构地震反应并不相同，试验中以El-Centro波激励影响比较显著。 (3)密肋防屈曲钢板剪力墙具有较好的耗能作用。当8度设防地震激励下，墙板由剪切受力机制逐渐转化至拉力带机制并形成稳定的塑性耗能作用；试验中墙板出现明显的塑性破坏；但边缘构件未出现塑性破坏现象。这表明密肋防屈曲钢板剪力墙充分发挥“第一道防线”的作用。 (4)创建精细化的数值分析模型，以S4壳单元模拟剪力墙、防屈曲钢板、边缘构件和其它构件，以Hinge模拟梁和柱之间的相对转动，将数值分析与试验结果进行对比，验证了精细化模型的准确性。通过对该数值分析模型进行研究，揭示了钢板剪力墙的破坏历程、应力状态、边缘构件的变形特征以及防屈曲装置的变形和应力状态；通过对剪力墙及其它构件所承担基底剪力的对比和分析，验证了剪力墙和边缘构件对结构抗震能力的贡献作用。 (5)通过创建半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙的简化分析模型，研究了以SM模型(等效拉杆模型)、TSM模型(三拉杆模型)和CSM模型(混合杆模型)模拟密肋防屈曲低屈服点钢板剪力墙对分析精度的影响。通过与试验结果的对比，提出SM模型、TSM模型和CSM在工程应用中存在误差，并对原因进行了探讨；另外，提出SM模型工程应用的范围。 (6)提出半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙的设计方法，并以兰州新区装配式钢结构保障房项目6#号楼为工程案例，探讨半刚性—密肋防屈曲钢板剪力墙的设计方法，并对结构进行了抗震性能的分析，对施工过程中的问题进行了总结，为半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构在实际工程中的应用提供了经验和参考。采用IDA分析法对结构进行分析，建立地震动峰值加速度PGA和结构的层间位移角θ的关系曲线，验证了结构具有良好的抗震性能；根据结构易损性曲线，研究了结构在不同等级地震作用下结构发生破坏的概率，研究结果表明，半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构具有良好的抗震性能，结构出现倒塌的概率较低。收起

关键词 : 钢板剪力墙半刚性框架密肋网格低屈服点钢材振动台试验抗震性能