• ISSN 0258-2724
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侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

周林丽 谭平 滕晓飞

周林丽, 谭平, 滕晓飞. 侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(3): 550-557. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190319
引用本文: 周林丽, 谭平, 滕晓飞. 侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(3): 550-557. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190319
ZHOU Linli, TAN Ping, TENG Xiaofei. Lateral Performance of Semicircular Corrugated Steel Plate Shear Wall with Edge Stiffeners[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(3): 550-557. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190319
Citation: ZHOU Linli, TAN Ping, TENG Xiaofei. Lateral Performance of Semicircular Corrugated Steel Plate Shear Wall with Edge Stiffeners[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(3): 550-557. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190319

侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190319
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC0701502);广东省教育厅创新团队项目(2016KCXTD016);广州市高校“羊城学者”首席科学家(1201541630)
详细信息
    作者简介:

    周林丽(1984—),女,博士研究生,研究方向为工程结构消能减震,E-mail:zll_1984@e.gzhu.edu.cn

    通讯作者:

    谭平(1973—),男,研究员,研究方向为结构工程抗震与减震控制,E-mail:ptan@gzhu.edu.cn

  • 中图分类号: TU392.4

Lateral Performance of Semicircular Corrugated Steel Plate Shear Wall with Edge Stiffeners

  • 摘要: 为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题,提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙. 基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型,推导了弹性初始刚度及承载力公式,并给出弹性屈曲临界荷载计算公式;采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析,验证了理论公式的有效性;研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响. 研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高;为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲,圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求;随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大,钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长;侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小;在侧向荷载作用下,当直径大于30 mm时,侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲;侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式,即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.

     

  • 图 1  侧边加劲波纹钢板墙

    Figure 1.  Schematic diagram of CSPSW

    图 2  波纹钢板墙简化力学模型

    Figure 2.  Simplified mechanical model of CSPSW

    图 3  有限元模型

    Figure 3.  Finite element model

    图 4  侧边加劲波纹钢板墙的典型屈曲模态

    Figure 4.  Typical buckling modes of CSPSW

    图 5  侧边加劲波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载数值解与理论解对比

    Figure 5.  Numerical solution and theoretical solution comparison of elastic buckling critical load on CSPSW

    图 6  波纹钢板墙的典型破坏模式

    Figure 6.  Typical failure modes of CSPSW

    表  1  理论公式的验证

    Table  1.   Verification of theoretical formulas

    模型
    编号
    屈曲荷载K0VyVu
    理论/kN数值/kN误差/%理论/
    (kN•mm−1
    数值/
    (kN•mm−1
    误差/%理论/kN数值/kN误差/%理论/kN数值/kN误差/%
    B-0 1441.82 1429.37 −0.86 122.23 122.24 0.01 1107.41 1040.54 −6.03 1262.45 1189.05 −5.81
    B-1 739.50 745.45 0.80 44.39 48.10 8.36 504.92 440.35 −12.80 575.61 548.09 −4.78
    B-2 2870.40 2973.44 3.59 269.92 271.73 0.67 2222.26 2260.03 1.70 2533.38 2565.13 1.25
    B-3 2073.62 2036.57 −1.79 162.97 161.34 −1.00 1476.55 1374.88 −6.90 1683.27 1670.72 −0.75
    B-4 2788.90 2784.04 −0.17 203.71 200.25 −1.69 1845.69 1708.74 −7.41 2104.10 2136.10 1.52
    B-5 3592.37 3621.79 0.82 244.45 239.05 −2.21 2214.82 2141.63 −3.30 2524.90 2555.10 1.20
    B-6 6579.22 6027.50 −8.39 366.68 355.19 −3.13 3322.23 3275.56 −1.40 3787.34 3817.68 0.80
    B-7 428.41 434.48 1.42 122.22 122.70 0.39 705.11 638.50 −9.45 803.83 868.27 8.01
    B-8 2506.72 2748.35 9.64 122.23 122.18 −0.04 1110.68 1212.49 9.17 1266.18 1353.84 6.92
    B-9 3173.56 3679.34 13.75 122.24 122.18 −0.05 1111.55 1199.23 7.90 1267.17 1341.95 5.90
    B-10 5805.27 5369.10 −7.51 122.25 122.19 −0.05 1114.81 1035.82 −7.10 1270.88 1337.98 5.27
    B-11 1441.82 1416.38 −1.76 122.23 120.85 −1.13 1107.41 1047.36 −5.40 1262.45 1192.03 −5.58
    B-12 1441.82 1436.36 −0.38 122.23 123.00 0.63 1107.41 1097.21 −0.92 1262.45 1261.85 −0.04
    B-13 1441.82 1438.63 −0.22 122.23 123.24 0.83 1107.41 1019.69 −7.92 1262.45 1166.13 −7.63
    B-14 1441.82 1469.80 1.94 122.23 124.14 1.56 1107.41 1072.53 −3.15 1262.45 1226.04 −2.88
    B-15 1441.82 1405.58 −2.51 122.23 119.67 −2.10 1107.41 1017.16 −8.15 1262.45 1165.18 −7.70
    B-16 1441.82 1423.91 −1.24 122.23 121.65 −0.47 1107.41 1034.52 −6.58 1262.45 1185.14 −6.12
    B-17 1441.82 1453.72 0.83 122.23 124.91 2.19 1107.41 1069.83 −3.40 1262.45 1238.90 −1.87
    B-18 1441.82 1466.48 1.71 122.23 126.33 3.35 1107.41 1085.26 −2.00 1262.45 1352.11 7.10
    B-19 29.22 28.72 −1.71 58.38 491.46 630.37
    B-20 21.62 21.26 1.69 177.00 1141.69 1322.23
    B-21 29.24 29.79 1.88 395.87 1656.52 1892.67
     注:“−”表示不考虑平钢板剪力墙对应的理论值.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-23
  • 修回日期:  2019-07-12
  • 网络出版日期:  2020-12-18
  • 刊出日期:  2021-06-15

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