北
原
科
技
大
μ!.
号
L
品坞
号
L
报
第
35
卷第
2
期
2013
年
2
月
Journal
of
University
of
Science
and
Technology
Beijing
Vo
l.
35
No.2
Feb.
2013
竖向加劲式钢板剪力墙的抗剪性能
周吉祥
1)
,牟在根
1)
囚,李黎明
2)
1)
北京科技大学士木与环境工程学院,北京
1bo083
2)
北京赛博恩建筑设计有限公司,北京
100037
囚通信作者,
E-mail: zgmu@ces.ustb.edu.cn
摘要用
ANSYS
有限元程序对两边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行数值模拟分析将两边连接坚向加劲式钢板剪力
墙的初始刚度的有限元计算值与两边连接非加劲铜板剪力墙的理论值进行了比较探讨了加劲肋和名义轴压比对于铜
板墙的影响.分析了带边框构件的两边连接竖向加劲式钢板剪力墙在水平荷载作用下的构件破坏顺序和受力机制对一
个典型尺寸规格的单层带边框两边连接坚向加劲式铜板剪力墙与一个对应边框尺寸规格的单层带边框四边连接竖向加
劲式钢板剪力墙进行推覆分析,对比了两者的部分抗震性能.
关键词
剪力墙;钢结构;抗剪性能;数值分析;推覆分析
分类号
TU39S+.2
Shear
resistance
behavior
of
vertically
stiffened
steel
plate
shear
walls
ZHOU
Ji-xiang
l),
MU
Z
ω
-gen
1)
囚
,
LI
Li-ming2)
1)
School of Civil
and
Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
2)
Beijing SBS Architectural Design Co. Ltd., Beijing 100037, China
囚
Corresponding
author,
E-
mail: zgmu@ces.ustb.edu.cn
ABSTRACT
The
numerical
simulation
of
vertically
stiffened
steel
plate
shear
walls
(SPSWs)
with
two-side
connec
tions
was
performed
with
ANSYS
software. A
comparison
was
made
between
the
theoretic
initial
stiffness
of
un-stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
and
the
initial
stiffness
of
vertically
stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
cal-
culated
by
the
finite
element
method.
The
effects
of
stiffeners
and
axial
compression
ratio
on
SPSWs
w
巳
re
studied
elementarily.
Under
shear
force,
the
mechanism
and
destroying
order
of
members
in
two-side
connected
SPSWs
with
boundary
frame
members
were
studied.
Push-over
analysis
was
made
both
in
vertically
stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
and
with
four-side
connections
, whose
bou 日
dary
frame
m
巳
mbers
were
d
巳
signed
to
be
the
same.
Some
seismic
performances
of
these
two
kinds
of
SPSWs
were
compared
KEY
WORDS
shear
walls;
steel
structures;
shear
resistance;
numerical
analysis;
push-over
analysis
铜板剪力墙
(steel
plate
shear
walls
,
SPSWs)
是
目前我国钢结构领域的一个研究热点.我国最早进
行钢板剪力墙研究工作的是清华大学的郭彦林等
1l.
国外对于钢板剪力墙的研究较早,并且取得了一些
研究成果
[21
目前,在实际工程中应用的钢板剪力
墙通常是墙板四边与框架梁柱均连接的形式,又称
四边嵌固铜板剪力墙.然而理论与实验均表明柱子
破坏是影响四边嵌固铜板剪力墙极限承载力的主要
因素之一
[34l.
为了避免墙板屈曲后张力场对柱子
的不利影响,
Xue
和
Lu
于
1994
年率先提出了仅与
收稿日期:
2011-12-18
框架梁连接的两边连接铜板剪力墙
[51
两边连接形
式也便于门窗洞口的开设.传统的铜板墙设计方法
中不考虑竖向荷载影响而把铜板墙当成一个纯剪切
构件来分析设计.然而铜板剪力墙不可避免要承担
一定的坚向荷载,比如使用阶段的楼面活荷载传递
产生的坚向荷载
[61
针对钢板剪力墙在坚向荷载作
用下容易屈曲的显著弱点,在两边连接钢板剪力墙
上设置坚向加劲肋可以提高临界屈曲压应力,强化
铜板墙在坚向荷载作用下的稳定性,这是设置竖向
加劲肋的主要目的
[6
剖.同时,坚向加劲肋还可以
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(50878022)
;北京市自然科学基金资助项目
(8082017)
北
原
科
技
大
μ!.
号
L
品坞
号
L
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第
35
卷第
2
期
2013
年
2
月
Journal
of
University
of
Science
and
Technology
Beijing
Vo
l.
35
No.2
Feb.
2013
竖向加劲式钢板剪力墙的抗剪性能
周吉祥
1)
,牟在根
1)
囚,李黎明
2)
1)
北京科技大学士木与环境工程学院,北京
1bo083
2)
北京赛博恩建筑设计有限公司,北京
100037
囚通信作者,
E-mail: zgmu@ces.ustb.edu.cn
摘要用
ANSYS
有限元程序对两边连接竖向加劲式钢板剪力墙进行数值模拟分析将两边连接坚向加劲式钢板剪力
墙的初始刚度的有限元计算值与两边连接非加劲铜板剪力墙的理论值进行了比较探讨了加劲肋和名义轴压比对于铜
板墙的影响.分析了带边框构件的两边连接竖向加劲式钢板剪力墙在水平荷载作用下的构件破坏顺序和受力机制对一
个典型尺寸规格的单层带边框两边连接坚向加劲式铜板剪力墙与一个对应边框尺寸规格的单层带边框四边连接竖向加
劲式钢板剪力墙进行推覆分析,对比了两者的部分抗震性能.
关键词
剪力墙;钢结构;抗剪性能;数值分析;推覆分析
分类号
TU39S+.2
Shear
resistance
behavior
of
vertically
stiffened
steel
plate
shear
walls
ZHOU
Ji-xiang
l),
MU
Z
ω
-gen
1)
囚
,
LI
Li-ming2)
1)
School of Civil
and
Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
2)
Beijing SBS Architectural Design Co. Ltd., Beijing 100037, China
囚
Corresponding
author,
E-
mail: zgmu@ces.ustb.edu.cn
ABSTRACT
The
numerical
simulation
of
vertically
stiffened
steel
plate
shear
walls
(SPSWs)
with
two-side
connec
tions
was
performed
with
ANSYS
software. A
comparison
was
made
between
the
theoretic
initial
stiffness
of
un-stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
and
the
initial
stiffness
of
vertically
stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
cal-
culated
by
the
finite
element
method.
The
effects
of
stiffeners
and
axial
compression
ratio
on
SPSWs
w
巳
re
studied
elementarily.
Under
shear
force,
the
mechanism
and
destroying
order
of
members
in
two-side
connected
SPSWs
with
boundary
frame
members
were
studied.
Push-over
analysis
was
made
both
in
vertically
stiffened
SPSWs
with
two-side
connections
and
with
four-side
connections
, whose
bou 日
dary
frame
m
巳
mbers
were
d
巳
signed
to
be
the
same.
Some
seismic
performances
of
these
two
kinds
of
SPSWs
were
compared
KEY
WORDS
shear
walls;
steel
structures;
shear
resistance;
numerical
analysis;
push-over
analysis
铜板剪力墙
(steel
plate
shear
walls
,
SPSWs)
是
目前我国钢结构领域的一个研究热点.我国最早进
行钢板剪力墙研究工作的是清华大学的郭彦林等
1l.
国外对于钢板剪力墙的研究较早,并且取得了一些
研究成果
[21
目前,在实际工程中应用的钢板剪力
墙通常是墙板四边与框架梁柱均连接的形式,又称
四边嵌固铜板剪力墙.然而理论与实验均表明柱子
破坏是影响四边嵌固铜板剪力墙极限承载力的主要
因素之一
[34l.
为了避免墙板屈曲后张力场对柱子
的不利影响,
Xue
和
Lu
于
1994
年率先提出了仅与
收稿日期:
2011-12-18
框架梁连接的两边连接铜板剪力墙
[51
两边连接形
式也便于门窗洞口的开设.传统的铜板墙设计方法
中不考虑竖向荷载影响而把铜板墙当成一个纯剪切
构件来分析设计.然而铜板剪力墙不可避免要承担
一定的坚向荷载,比如使用阶段的楼面活荷载传递
产生的坚向荷载
[61
针对钢板剪力墙在坚向荷载作
用下容易屈曲的显著弱点,在两边连接钢板剪力墙
上设置坚向加劲肋可以提高临界屈曲压应力,强化
铜板墙在坚向荷载作用下的稳定性,这是设置竖向
加劲肋的主要目的
[6
剖.同时,坚向加劲肋还可以
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(50878022)
;北京市自然科学基金资助项目
(8082017)