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建筑结构学报 2015年第4期36卷 16-24页

作者：袁昌鲁郝际平房晨樊春雷韩娜娜西安建筑科技大学陕西西安710055 青岛酒店管理职业技术学院山东青岛266100

对一榀单跨两层半刚性框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构进行了低周反复荷载作用下的试验研究。系统分析了结构的受力机制、破坏模式和耗能机理,得到了承载力、刚度、延性及耗能能力等指标,评价了该种结构体系的抗震性能。结果表明:结构... 详细信息

对一榀单跨两层半刚性框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构进行了低周反复荷载作用下的试验研究。系统分析了结构的受力机制、破坏模式和耗能机理,得到了承载力、刚度、延性及耗能能力等指标,评价了该种结构体系的抗震性能。结果表明:结构在弹性工作阶段主要依靠墙板的剪切机制承担水平荷载,非弹性阶段区格中钢板的对角拉力带为结构提供侧向承载能力;密肋网格的设置有效限制了内嵌钢板的面外变形值,提高了结构的弹性刚度,克服了滞回曲线的"捏缩"效应,减小了钢板的噪音及震颤,显著增强了结构的耗能能力;框架与钢板墙协同工作良好,结构塑性变形能力强,安全储备高,是一种优良的抗侧力体系;破坏模式为各区格中的钢板撕裂,拉力带效应明显,边框架柱脚及边框架梁端形成塑性铰。

关键词：半刚性框架密肋网格复合钢板剪力墙拟静力试验耗能机理破坏模式抗震性能

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半刚性框架-屈曲约束钢板剪力墙结构振动台试验研究

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建筑结构学报 2018年第5期39卷 10-17页

作者：葛明兰郝际平于金光闫璞真徐少城西安建筑科技大学土木工程学院

为研究半刚性框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了1个缩尺比为1/3的单跨4层钢框架-屈曲约束钢板剪力墙的振动台试验。试验采用模拟地震动的方法,选取El Centro波、Taft波和一条人工合成波,分析在7度多遇至9度罕遇共计8个水平地震作用... 详细信息

为研究半刚性框架-钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了1个缩尺比为1/3的单跨4层钢框架-屈曲约束钢板剪力墙的振动台试验。试验采用模拟地震动的方法,选取El Centro波、Taft波和一条人工合成波,分析在7度多遇至9度罕遇共计8个水平地震作用工况下结构的动力特性和动力响应。研究结果表明：在多遇地震作用下,结构无明显塑性变形;罕遇地震作用时,1、3层墙板大部分区格形成拉力带。随着地震激励的增大,结构刚度逐渐退化,9度罕遇地震输入后结构抗侧刚度最大降幅仅为12%;屈曲约束钢板墙作为第一道抗震设防防线,率先进入弹塑性工作阶段,吸收耗散地震能量,避免框架发生破坏;在多遇及罕遇地震作用下结构的层间位移角分别为1/476和1/68,均满足我国现行抗震规范对层间位移角限值的规定。结构整体表现出优异的抗震性能,满足我国“两阶段,三水准”抗震设防要求。

关键词：半刚性框架屈曲约束钢板剪力墙振动台试验动力特性抗震性能

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半刚性框架-两边连接防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2015年第8期36卷 1-8页

作者：郝际平边浩申新波郭昭于金光西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为研究半刚性框架-两边连接防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了一榀1∶3比例的单跨两层半刚性框架-两边连接防屈曲钢板剪力墙结构的拟静力试验,试验研究了半刚性框架与内填防屈曲低屈服点钢板的相互作用,并获得其承载力、刚度、骨... 详细信息

为研究半刚性框架-两边连接防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,进行了一榀1∶3比例的单跨两层半刚性框架-两边连接防屈曲钢板剪力墙结构的拟静力试验,试验研究了半刚性框架与内填防屈曲低屈服点钢板的相互作用,并获得其承载力、刚度、骨架曲线、耗能性能等指标。试验结果表明:该种结构具有优越的耗能能力,半刚性框架和内填低屈服点钢板协同工作良好;边缘加劲槽钢的设置为内填钢板提供有效锚固,解决了普通两边连接钢板剪力墙有效抗剪面积折减过大的问题;纵横密肋可改善内填钢板的受力状态,内填钢板以密肋间小区格局部屈曲为主,提高结构的刚度及承载力,避免了普通两边连接钢板剪力墙滞回曲线的严重"捏缩"效应。研究结果可供相关结构体系理论分析和工程应用参考。

关键词：防屈曲钢板剪力墙低屈服点钢两边连接半刚性框架拟静力试验抗震性能

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半刚性框架-密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2015年第11期36卷 10-19页

作者：房晨郝际平樊春雷袁昌鲁郭昭西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙结构的抗震性能,对一榀1/3缩尺的结构试件进行拟静力试验,对其滞回性能、承载力、延性、刚度、耗能和节点转动性能等进行分析。结果表明:试件最终呈面内弯剪破坏,结构屈服、破坏顺序为内... 详细信息

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙结构的抗震性能,对一榀1/3缩尺的结构试件进行拟静力试验,对其滞回性能、承载力、延性、刚度、耗能和节点转动性能等进行分析。结果表明:试件最终呈面内弯剪破坏,结构屈服、破坏顺序为内填钢板面内受剪屈服、区格屈曲直至撕裂,边缘构件进入屈服并最终在框架梁端与柱脚形成塑性铰,结构的破坏机理符合"强框架、弱墙板"、"强柱弱梁"的设计理念;内填钢板与外框架形成了有效的两道抗震设防防线,抗震性能优良;试件具有稳定的承载力与优异的塑性变形能力;结构整体刚度好,初始侧向刚度大;密肋框格的设置改善了内填钢板的受力性能,实现了防屈曲的目标,试件滞回曲线饱满呈梭形,具有良好的耗能能力;位移加载后期节点角钢虽然进入塑性工作状态,但在内填钢板"衬板"作用的加强下,未发生明显损坏,且试件的整体承载力保持稳定。

关键词：半刚性框架密肋框格防屈曲低屈服点钢板墙拟静力试验抗震性能

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半刚性框架-钢板剪力墙体系性能研究

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建筑结构学报 2010年第S1期31卷 12-17页

作者：解琦郝际平于金光西安建筑科技大学土木工程学院

钢板剪力墙作为一种新型的侧向支撑结构体系,由钢框架内嵌钢板组成,具有初始侧向刚度大,滞回性能稳定,耗能好,延性大等优点。目前关于梁柱连接对该体系整体性能影响的研究较少,且均是假定连接为完全刚性或理想铰接。从设计模型、规范、... 详细信息

钢板剪力墙作为一种新型的侧向支撑结构体系,由钢框架内嵌钢板组成,具有初始侧向刚度大,滞回性能稳定,耗能好,延性大等优点。目前关于梁柱连接对该体系整体性能影响的研究较少,且均是假定连接为完全刚性或理想铰接。从设计模型、规范、试验和理论分析等方面全面阐述了近年来国内外学者的研究成果,提出了半刚性框架-钢板剪力墙新型结构体系。该体系在利用钢板剪力墙作为侧向支撑体系的同时,考虑了框架连接中半刚性节点的性能,既可以更真实地模拟连接的特性,实现内力重分布,提高框架的经济性,又可以在满足结构侧移要求的前提下简化节点构造,提高施工效率。算例中将平齐端板连接应用于钢板剪力墙结构中,证实了半刚性框架-钢板剪力墙结构体系的实用性与经济性。

关键词：半刚性框架钢板剪力墙抗侧力体系

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半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能研究

半刚性框架-密肋防屈曲钢板剪力墙结构抗震性能研究

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作者：马张永西安建筑科技大学

学位级别：博士

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... 详细信息

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。

关键词：半刚性框架密肋网格防屈曲低屈服点钢材振动台试验抗震性能

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强震下半刚性框架-密肋框格防屈曲钢板剪力墙弹塑性时程分析

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第5期48卷 632-638页

作者：郝际平葛明兰闫璞真徐少城于金光西安建筑科技大学土木学院陕西西安710055

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,对一个1/3缩尺的钢框架-防屈曲剪力墙模型进行了弹塑性时程分析.重点分析其在Taft波、EL-Centro波及人工地震波作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和剪力分布等.结果表明... 详细信息

为研究半刚性框架-密肋框格防屈曲钢板剪力墙结构的抗震性能,对一个1/3缩尺的钢框架-防屈曲剪力墙模型进行了弹塑性时程分析.重点分析其在Taft波、EL-Centro波及人工地震波作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和剪力分布等.结果表明:多遇地震作用下,结构的刚度退化不明显;罕遇地震作用下,结构表现出强烈的非线性和明显的刚度退化;结构的弹性和弹塑性层间位移角分别为1/1 016和1/149,均满足我国现行抗震规范对层间位移角限值的规定和"两阶段,三水准"的抗震设防要求.密肋框格的设置改善内填钢板的受力性能,并实现了防屈曲的目标.研究为该类结构的抗震设计及其在抗震设防区的应用提供参考.

关键词：半刚性框架密肋框格防屈曲低屈服点钢板剪力墙时程分析

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平齐端板连接半刚性框架-十字加劲钢板剪力墙抗震性能试验研究

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世界地震工程 2015年第1期31卷 139-143页

作者：解琦郝际平张文强西安市建筑设计研究院陕西西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

对1榀单跨2层的平齐端板连接的半刚性框架—十字加劲钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验研究,从耗能能力、承载力、延性和刚度退化等方面分析该结构体系的抗震性能和耗能机理。结果表明,该体系既可以发挥钢板剪力墙的刚度,又充分利用了... 详细信息

对1榀单跨2层的平齐端板连接的半刚性框架—十字加劲钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验研究,从耗能能力、承载力、延性和刚度退化等方面分析该结构体系的抗震性能和耗能机理。结果表明,该体系既可以发挥钢板剪力墙的刚度,又充分利用了半刚性框架的延性,有较高的水平承载力和良好的耗能能力,钢框架与钢板墙的协同工作良好。

关键词：平齐端板连接半刚性框架钢板剪力墙抗震试验

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半刚性框架纵横加劲钢板剪力墙的试验研究与数值分析

半刚性框架纵横加劲钢板剪力墙的试验研究与数值分析

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作者：刘春西安建筑科技大学

学位级别：硕士

在多高层建筑结构中，水平荷载起主要控制作用，因此规范规定需设置抗侧力构件以增大其抗侧刚度，满足一定的位移限值要求，以保证结构安全。钢板剪力墙作为一种优秀的新型抗侧力构件，兴起于20世纪70年代，最早应用在美国和日本的新建... 详细信息

在多高层建筑结构中，水平荷载起主要控制作用，因此规范规定需设置抗侧力构件以增大其抗侧刚度，满足一定的位移限值要求，以保证结构安全。钢板剪力墙作为一种优秀的新型抗侧力构件，兴起于20世纪70年代，最早应用在美国和日本的新建建筑及抗震加固中，其施工简便、经济高效，具有良好的抗侧刚度和耗能能力。而半刚性框架具有良好的延性，与钢板剪力墙结合而成的半刚性框架—钢板剪力墙结构体系结合了各自的优点。通过合理的墙体布置和节点设计，使半刚性框架和钢板剪力墙之间的刚度相匹配，配合其良好的耗能能力，可适用于高烈度区的抗震设计。目前，国内外对于钢板剪力墙的研究主要集中在薄钢板剪力墙的防屈曲及屈曲后强度的利用方面。本文采用试验与数值分析相结合的方法对半刚性框架—纵横加劲钢板剪力墙进行了系统研究，主要内容如下：对一榀缩尺比例为1：3的双层单跨半刚性框架—纵横加劲钢板剪力墙进行了低周往复荷载作用下的试验研究，观察其破坏过程及最终破坏模式，根据试验数据分析其延性、耗能能力、刚度及承载力退化等整体性能和部分构件的局部受力性能。研究结果表明：该结构在循环荷载作用下具有良好的延性性能和较高的耗能能力，不会发生突然的强度破坏。纵横向加劲肋较好地起到了对内填钢板的防屈曲作用。结构最终的破坏是由于试件的侧向支撑提供的支持有限导致柱的面外变形过大。以实际试件尺寸、约束条件等为依据，采用ANSYS有限元软件进行了结构非线性数值模拟。将分析结果与试验结果做对比后发现，ANSYS有限元程序可较好地模拟试件的受力性能。在此基础上，对内填板的高厚比、肋板刚度比、柱刚度及柱轴压比等参数进行变参数分析，将研究结论做进一步推广，为该结构体系的相关研究提供依据。

关键词：半刚性框架钢板剪力墙纵横加劲试验研究有限元分析

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半刚性框架—密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试验研究与数值分析

半刚性框架—密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试验研究与数值分析

引用

作者：郭昭西安建筑科技大学

学位级别：硕士

半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙结构是一种新型抗侧力结构体系。该体系采用螺栓连接密肋网格作为内嵌板的防屈曲构造措施,在继承了传统混凝土盖板防屈曲钢板剪力墙及焊接加劲钢板剪力墙结构优点的同时,有效克服了混凝土盖板和焊接加劲... 详细信息

半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙结构是一种新型抗侧力结构体系。该体系采用螺栓连接密肋网格作为内嵌板的防屈曲构造措施,在继承了传统混凝土盖板防屈曲钢板剪力墙及焊接加劲钢板剪力墙结构优点的同时,有效克服了混凝土盖板和焊接加劲肋易于提前破坏乃至失效的问题,减轻了结构自重,消除了焊接对内嵌板造成的不利影响。目前国内外学者对该结构体系的研究较少。本文首先对半刚性框架-密肋加劲低屈服点钢板剪力墙试件GLRBS进行了低周往复水平加载试验研究。结果表明:半刚性框架与密肋加劲低屈服点钢内嵌板具有良好的协同工作性能,结构具有较高的极限承载力、侧向刚度,良好的延性及耗能性能;双侧密肋可有效抑制内嵌板的整体屈曲,改善内嵌板的力学性能,显著减轻了结构滞回曲线的“捏缩”现象,提高了结构的耗能能力,并有效降低了内嵌板对边框柱的附加弯矩作用,提高了结构的延性;内嵌板的“衬板效应”可有效降低结构对其自身梁柱节点转动刚度的要求。在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS 6.12对半刚性框架-密肋加劲钢板剪力墙的滞回性能、应力、变形发展及破坏机制进行了参数分析。结果表明:双侧密肋加劲可有效提高结构的耗能性能、初始侧向刚度和极限承载力;梁柱节点转动刚度对结构初始侧向刚度影响较小,随着节点转动刚度的降低,结构耗能性能显著提升,极限承载力有所降低;采用低屈服点钢内嵌板可有效提高结构耗能性能和延性;随着内嵌板宽厚比的降低,结构耗能性能、初始刚度和极限承载力均显著提高,但结构刚度退化较快,延性有所降低;边柱轴压比变化对结构抗震性能影响较小。最后,本文采用有限元软件综合分析了内嵌板宽厚比?、肋板刚度比?及边柱弹性刚度?对密肋加劲低屈服点钢板剪力墙屈曲性能的影响。结果表明:当??50时,密肋网格可有效抑制内嵌板的整体屈曲;采用合适的边柱弹性刚度及肋板刚度比可有效提高内嵌板剪切屈曲应力,改善内嵌板受力性能。

关键词：半刚性框架低屈服点钢钢板剪力墙防屈曲抗震性能试验研究

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