钢板剪力墙弹性抗侧刚度分析_陆铁坚

带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能研究近年来，随着城镇建设和城市改造的不断加快，有缝钢板剪力墙作为主要抗剪力结构材料的使用越来越广泛。

由于使用有缝钢板剪力墙的复杂性和多样性，研究其弹屈性能的重要性也越来越突出。

因此，如何准确评估有缝钢板剪力墙的弹屈性能成为有缝钢板剪力墙设计与分析中必须解决的一个关键问题。

本文以带缝钢板剪力墙（SFW）弹屈性能研究为主题，对SFW弹屈性能的研究现状进行了综述。

一、有缝钢板剪力墙的结构及弹屈性能1、有缝钢板剪力墙（SFW）的结构有缝钢板剪力墙（SFW）是一种由多个并列在一起的有缝钢板剪力墙构成的结构体系，其典型的结构示意图如图1所示，其中每一层钢板剪力墙都具有横向弹屈性能，形成一个完整的剪力墙系统。

图1：有缝钢板剪力墙结构示意图2、SFW的弹屈性能有缝钢板剪力墙的弹屈性能受多种因素的影响，如型钢特性、焊接参数、墙体构造、墙体长度和荷载等，其中每一个因素都可能会影响有缝钢板剪力墙的弹屈性能。

在设计结构中，有缝钢板剪力墙的弹屈性能是一个重要的设计指标，它决定着有缝钢板剪力墙的抗剪力性能。

二、SFW弹屈性能研究现状1、实验研究实验研究是研究有缝钢板剪力墙弹屈性能的主要方法，通常采用室内试验的方法。

基于实验的弹屈性能研究主要涉及材料性能和结构参数对有缝钢板剪力墙弹屈性能的影响研究。

例如，Krivorotko、Zemlyakov和Suslov（2010）以实验方法研究了空心有缝钢板剪力墙的弹性极限，以及不同填充材料对其抗剪强度的影响；Ivanova等（2012）采用实验研究了有缝钢板剪力墙的弹性破坏特性；Nguyen et al.（2015）通过试验检验了不同荷载比和钢板厚度对有缝钢板剪力墙弹屈性能的影响。

2、理论和数值研究尽管实验研究可以给出较好的结果，但由于实验费用较高，以及试验时间较长等原因，实验研究仍不能满足实际需求。

因此，近年来，理论和数值研究也开始受到关注，其中，有缝钢板剪力墙的弹屈性能研究也逐渐得到实现。

文章编号:1671-9662(2008)02-0068-02钢板剪力墙性能研究评述3李　峰,李　戈(西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055)摘　要:　钢板剪力墙是一种新型的抗侧力体系,大量的试验和理论研究验证了钢板剪力墙具有弹性初始刚度高、位移延性系数大,滞回性能稳定等特点。

本文对目前钢板剪力墙的研究做了一个系统的总结,针对不同形式的钢板剪力墙,即加劲钢板墙、非加劲钢板墙、栓接钢板墙的构造特点及工作性能分别加以说明,提出目前研究中所存在的不足以及在以后工作中需要完善的方面。

关键词:　钢板剪力墙;滞回性能;拉力带中图分类号:　T U391 文献标识码:A0　引言 高层建筑是近现代经济发展和科学进步的产物。

由于高层建筑需要有较大的侧向刚度,因此设计中,抗侧力结构的设计是关键。

基本的抗侧力结构体系有以下三种:梁柱刚接的纯框架结构、框架—支撑结构和框架—剪力墙(或框架—筒体)结构。

在过去30多年,关于钢板墙的试验研究和数值分析都表明钢板墙有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等特点。

钢板墙已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系,已经在美国和日本的高设防烈度区得到应用。

1　板剪力墙构成及特点图1　钢板剪力墙与悬臂梁 钢板剪力墙(S teel Plate Shear Wall 简称SPSW )由内嵌钢板和梁柱边框组成,内嵌钢板只承担沿框架梁、柱传递的剪力,而不承担结构的竖向荷载。

如果钢板墙沿着建筑物的高度方向连续布置,在水平荷载作用下,其受力情况跟垂直固接在地面上的悬臂梁的腹板十分相似[2];在框架—钢板墙结果中,框架相当于悬臂梁的翼缘,剪力墙相当于悬臂梁的腹板,而框架梁则相当于悬臂梁腹板的横向加劲肋,见图1.1。

对钢板剪力墙的研究缘于对梁腹板的研究。

虽然薄板在较低的荷载下就发生了分岔屈曲,但薄板的屈曲并不意味着板失去了继续承受更大荷载的能力,材料性能仍可继续得到发挥。

侧边加劲带缝钢板剪力墙抗侧刚度及极限承载力计算陆金钰;范圣刚;司鲁南;王恒华【摘要】分析了侧向荷载作用下带缝钢板剪力墙面内变形时的受力特性,提出了考虑边缘加劲肋影响效应的带缝钢板剪力墙抗侧刚度计算公式,大幅提高了抗侧刚度估算公式的计算精度,利用该公式得到的计算值与有限元分析结果的误差可控制在3.5％以内.分析表明,随缝间墙肢宽度与墙板高度之比的增加或缝间墙肢高度与墙板高度之比的减小,面外变形对墙板极限承载力的不利影响增大.经合理设计,面外变形虽不足以引起墙板面外失稳,但会导致极限承载力下降,建议将这种不利影响的极限承载力折减系数考虑为0.9.将折减后的计算结果与非线性有限元分析结果进行对比,结果表明,考虑折减系数可以使得墙板的极限承载力计算公式偏于安全.这种抗侧刚度及极限承载力计算公式适用于屈曲前屈服的侧边加劲带缝钢板剪力墙.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(043)003【总页数】5页(P571-575)【关键词】钢板剪力墙;加劲;开缝;抗侧刚度;极限承载力【作者】陆金钰;范圣刚;司鲁南;王恒华【作者单位】东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室,南京210096;东南大学国家预应力工程技术研究中心,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室,南京210096;东南大学国家预应力工程技术研究中心,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室,南京210096;东南大学混凝土与预应力混凝土教育部重点实验室,南京210096;东南大学国家预应力工程技术研究中心,南京210096【正文语种】中文【中图分类】TU391;TU392.4带缝钢板剪力墙是一种新型抗震组件,通过在墙板上开设竖缝来达到调节刚度和承载力、提高变形能力的目的,可仅通过高强螺栓与上下框架梁连接,便于开设门窗,具有布置灵活和安装方便等优点[1-2].经合理设计墙板几何参数及开缝参数,可保证在墙板发生整体失稳前,缝间墙肢端部充分实现塑性屈服,此时带缝钢板剪力墙具有良好的延性和耗能能力.Hitaka等[1-2]率先进行了一系列带缝钢板剪力墙缩尺试件的单调加载和循环加载试验,研究内容包括开缝参数、加劲肋形式对墙板受力性能的影响及带缝钢板剪力墙与抗弯框架结构的相互作用.随后,Cortés等[3-4]采用试验及有限元分析方法研究了带缝钢板剪力墙与铰接框架的协同工作性能.国内对带缝钢板剪力墙的研究始于2004年,主要采用循环加载试验及有限元仿真分析等方法,对墙板的延性、滞回性能及稳定性能进行研究[5-8].为方便将带缝钢板剪力墙用于工程设计,合理估算承载力和刚度很有必要.本文提出了一种考虑侧边加劲肋影响的弹塑性承载力估算公式,将估算结果与有限元分析结果进行对比,验证了该估算公式的计算精度.需指出的是,公式适用于能实现屈曲前屈服的剪力墙.1 带缝钢板剪力墙受力特性带缝钢板剪力墙由开缝钢板和两侧边缘加劲肋焊接而成,钢板采用激光切割机开缝以减小残余应力和残余变形,为减小应力集中,竖缝端部采用圆弧过渡[1].带缝钢板剪力墙的几何模型如图1所示.图中,h,B,t分别为剪力墙的有效高度、宽度和厚度,l,b 分别为缝间墙肢高度和宽度,d,m分别为开缝宽度和层数,r为竖缝端部圆弧半径,n 为每层墙肢数量,bs,ts分别为边缘加劲肋宽度和厚度.实际工程中,可通过调整上述参数来满足刚度及承载力的不同要求.本文分析中忽略残余应力影响.图1 带缝钢板剪力墙的几何模型不同板幅的带缝钢板剪力墙受力及耗能机理有较大差别,本文主要针对宽高比约为1/2的墙板进行研究.它与宽高比大于等于1的墙板拥有同样的延性和耗能能力,且更易实现屈曲前屈服,在建筑功能上具有更大的灵活性[3,8].2 抗侧刚度计算带缝钢板剪力墙承受水平荷载时的变形有如下特点:非开缝板带区因宽高比较小,以剪切变形为主,弯曲变形很小;开缝区域兼有剪切变形和弯曲变形,但以墙肢弯曲变形为主.基于此,文献[1]采用下式估算初始抗侧刚度:Kwt=(1)式中,E为弹性模量;G为剪切模量;κ=1.2为矩形截面的型式因子.式(1)分母中的第1项表示非开缝板带区域剪切变形,第2项表示开缝区域剪切变形,第3项表示开缝区域弯曲变形.因墙板变形以缝间墙肢的弯曲变形为主,故开缝区域的弯曲变形起决定性作用,它是在假设缝间墙肢两端完全固支的情况下得到的,但实际上非开缝区域对缝间墙肢端部并不能形成完全刚性约束,且墙板在受力时会在竖缝端部产生应力集中,加剧该区域的局部变形,故一般情况下式(1)给出的估算值偏大. 为考虑上述局部变形的影响,文献[9]将墙板开缝区域的弯曲变形乘以修正系数μ,该修正系数通过对文献[1]中的试验数据拟合得到,本质是通过加大缝间墙肢的高度来近似考虑墙肢端部转动的影响.修正系数μ的计算公式为一般情况下,竖缝宽度较小,故可用nb近似代替墙板宽度B.将式(2)代入式(1),并假定nb=B,可以得到Kwt=(3)式(3)分母中的第1项表示单位水平荷载下非开缝板的剪切变形,第2项表示缝间墙肢在单位水平荷载下的弯曲变形.可见水平荷载下带缝钢板剪力墙侧向变形能力比非开缝板强.然而,式(3)并未考虑墙板两侧边缘加劲肋的影响,这是因为文献[1]中的试件墙板整体宽高比均较大(接近1.2),且每排缝间墙肢数较多,边缘加劲肋对整体抗侧刚度的影响不大.但当墙板的宽高比较小(如0.5或更小)时,必须计入边缘加劲肋的影响,否则会造成较大误差[10].根据试验研究结果可知,带缝钢板剪力墙最外侧墙肢与侧边加劲肋构成的T形截面构件在水平荷载作用下共同抗弯.为考虑侧边加劲肋对剪力墙抗侧刚度的影响,可将最外侧缝间墙肢等效为T形截面.但由于T形截面的剪切型式因子较难求得,且考虑T形墙肢后位于同一开缝层的各墙肢的抗侧刚度不再相等,若采用杆件刚度串、并联的方法进行推导,公式表达将非常复杂,不便于应用.为此,本文在式(3)的基础上,采用简化修正方法来考虑边缘加劲肋影响.因墙板开缝区域的弯曲变形对墙板抗侧刚度起控制作用,故仅考虑边缘加劲肋对开缝区弯曲变形的贡献,并用m/[2kT+(n-2)kR]代替式(3)分母中的第2项,其中,kT为两侧T形截面墙肢仅考虑弯曲变形时的抗侧刚度;kR为墙板中部矩形截面墙肢仅考虑弯曲变形时的抗侧刚度.则式(3)可转化为Kwt=(4)T形截面和矩形截面墙肢的抗侧刚度计算公式为(5a)kR=(5b)式中,IT,IR分别为T形截面和矩形截面墙肢的截面惯性矩.缝间墙肢长度仍取l+1.2b.3 弹塑性承载力计算带缝钢板剪力墙以面内受力为主时,各缝间墙肢的受力类似于底端固支、顶端为滑移支座的受弯梁.对于矩形截面的缝间墙肢,端部形成塑性铰时对应的塑性弯矩为MP=σy(6)式中,σy为钢材屈服应力.作用在墙肢上的剪力为V=(7)试验表明,墙板达到塑性屈服承载力时各缝间墙肢均在端部形成塑性铰,故塑性承载力可取各缝间墙肢塑性承载力的代数和[1],即Qu=nV==(8)式中,Qu为弹塑性侧向承载力.式(8)并未考虑两侧加劲肋的影响,对于实现了屈曲前屈服的带缝钢板剪力墙,往往会低估其承载力[3,5].文献[3]指出,考虑边缘加劲肋影响的塑性承载力公式的计算结果较式(8)的计算结果更接近于试验值，其推导过程与式(8)基本相同,唯一区别在于将最外侧墙肢看作T形截面以计入边缘加劲肋影响,且假设墙板达到塑性承载力时,T形截面墙肢的端部也形成塑性铰.当边缘加劲肋厚度与墙板厚度相同时,弹塑性侧向承载力可表示为(9)4 有限元分析为验证式(4)和(9)的计算精度,采用通用有限元程序ANSYS对18个开缝参数不同的带缝钢板剪力墙进行了弹塑性Pushover有限元分析,将有限元分析结果与公式计算结果进行比较.4.1 有限元模型在带缝钢板剪力墙模型中,选用四节点塑性有限应变壳单元(Shell181)来模拟墙面板和加劲肋,采用映射网格划分,对缝端应力集中区域进行网格加密,同时考虑了材料非线性和几何非线性.钢材本构考虑理想弹塑性模型和三折线模型2种情况,选用Q235B钢材,弹性模量E=2.06×105 N/mm2,屈服应力σy=235 N/mm2;对于三折线本构模型,屈服后切线模量Et=0.01E,极限强度σu=375 N/mm2.材料采用Von Mises屈服准则和等向强化模型.模型边界条件见文献[11].采用一致缺陷模态法对墙板施加初始几何缺陷,选用第一阶屈曲模态作为初始缺陷的波形,幅值取剪力墙长边尺寸的1/1 000[10].4.2 结果对比所采用的剪力墙具有如下几何参数:有效高度h=3 000 mm,高厚比h/t=200,宽高比B/h=0.5,加劲肋厚度ts与板厚t相同.采用的参数与实际应用的墙板参数接近,且满足墙板经济性和受力合理的要求[10].表1为分析模型的几何参数.所取的开缝参数可保证带缝钢板剪力墙在3.5%侧移角内不出现明显的强度下降(即承载力不低于极限承载力的0.85倍),且均基本实现塑性屈服[10].因表中模型在规范限定的弹塑性侧移角(即2%)内均未出现承载力下降现象,故本文对表中模型取2%侧移角时的承载力为极限承载力.表2列出了各带缝钢板剪力墙的极限承载力和初始刚度.通过对比表中第2列～第4列数据可以发现,对于b/h较小且l/h较大的剪力墙,式(9)的计算结果与有限元分析结果吻合良好,表明该公式具有一定的合理性.由表中e1可发现,随b/h的增大或l/h的减小,式(9)的计算误差增大,计算值明显高于有限元分析结果.随开缝参数b/h 的增大或l/h的减小,剪力墙在相同侧移角下的面外变形越明显,虽然对于经合理开缝参数设计的墙板,这种面外变形不足以导致面外失稳破坏的发生,但对墙板的极限承载力会造成不容忽视的影响,导致式(9)计算误差增大.由表中e2可见,考虑材料强化后,式(9)给出了偏于保守的估算结果,仅对个别b/h和m均较大的情况,计算值略大于有限元结果.图2给出了墙板加载全过程下的承载力-侧移角曲线.由图可知,随开缝参数b/h的增大或l/h的减小,剪力墙面外变形的幅值明显增大,相应的承载力-侧移角曲线与理论曲线的差距也迅速变大.面外变形的出现会导致墙板实际承载力较式(9)的计算值偏小,故可乘以折减系数0.9来考虑面外变形的影响.由表2中折减结果可以看出,对于实现了屈曲前屈服的墙板,折减后的极限承载力为较合理的估算值,且结果偏于保守.由表2中e3，e4可知,式(3)明显低估了剪力墙的初始刚度,而考虑加劲肋影响的式(4)的计算结果则与有限元分析结果吻合较好,误差均在3.5%以内,这表明了在计算抗侧刚度时考虑加劲肋增强效应的必要性.表1 各模型的几何参数模型bh/%lh/%m模型bh/%lh/%m14．78340．01106．10430．0224．78360．01116．10437．52 34．78380．01127．06737．5246．10460．01134．78320．0356．10480．01144．78322．5367．06780．01154．78325．0374．78322．52166．1 0422．5384．78330．02176．10425．0394．78337．52187．06725．03表2 带缝钢板剪力墙的极限承载力和初始刚度注: FEA1 与FEA2 分别表示采用理想弹塑性模型和三折线材料本构模型; e1，e2分别表示式(9)计算结果与FEA1，FEA2 分析结果的误差; e3，e4分别表示式(3)、(4)的计算结果与FEA1 或FEA2 分析结果的误差(采用FEA1，FEA2 计算Kwt时结果一样)．图2 带缝钢板剪力墙的承载力-侧移角曲线5 结论1) 考虑了边缘加劲肋对带缝钢板剪力墙开缝区域弯曲变形的影响后,墙板抗侧刚度计算公式的精度大大提高,与有限元计算结果的误差可控制在3.5%以内.2) 随开缝参数b/h的增大和l/h的减小,墙板面外变形对带缝钢板剪力墙极限承载力的影响越来越明显,导致完全按面内变形推导的估算公式偏于不安全.数据对比结果显示,乘以折减系数0.9后的极限承载力计算值较合理且偏于安全.3) 本文提出的抗侧刚度及极限承载力计算公式适用于实现屈曲前屈服的带缝钢板剪力墙.参考文献 (References)[1]Hitaka T,Matsui C.Experimental study on steel shear wall with slits [J].Journal of Structural Engineering,ASCE,2003,129(5): 586-595.[2]Hitaka T,Matsui C,Sakai J.Cyclic tests on steel and concrete-filled tube frames with slit walls [J].Earthquake Engineering and Structural Dynamics,2007,36(6): 707-727.[3]Cortés G,Liu J.Experimental evaluation of steel slit panel-frames for seismic resistance [J].Journal of Construction Steel Research,2010,67(2): 181-191.[4]Cortés G,Liu J.Analytical investigation of steel slit panels for late ralresistance of steel frame buildings [C]//Proceedings of 2008 ASCE Structure Congress.Vancouver,Canada,2008: 1-5.[5]赵作周,肖明,钱稼如,等.开缝钢板墙抗震性能的试验研究 [J].建筑结构,2007,37(12): 105-109.Zhao Zuozhou,Xiao Ming,Qian Jiaru,et al.Experimental study on seismic behavior of steel plate shear walls with vertical slits[J].Building Structure,2007,37(12): 105-109.(in Chinese)[6]曹春华,郝际平,王迎春,等.开缝薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究 [J].西安建筑科技大学学报:自然科学版,2008,40(1): 46-52.Cao Chunhua,Hao Jiping,Wang Yingchun,et al.Cyclic test of thin steel plate shear wall with slits [J].Journal of Xi’an University of Architecture & Technology:Natural Science Edition,2008,40(1): 46-52.(in Chinese)[7]曹志亮.带缝钢板剪力墙稳定性分析 [D].武汉: 武汉理工大学土木工程与建筑学院,2004.[8]闫鲁南,陆金钰,王恒华.带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能研究 [C]//第20届全国结构工程学术会议.宁波,中国,2011: 401-408.Yan Lunan,Lu Jinyu,Wang Henghua.Elastic buckling behavior of steel plate shear wall with slits[C]//The 20th National Conference on Structural Engineering.Ningbo,China,2011: 401-408.(in Chinese)[9]蒋路,陈以一.带缝钢板剪力墙弹性抗侧刚度及简化模型研究 [J].建筑科学与工程学报,2010,27(3): 115-120.Jiang Lu,Chen Yiyi.Research on elastic lateral stiffness and simplified model of steel plate shear wall with slits [J].Journal of Architecture and Civil Engineering,2010,27(3): 115-120.(in Chinese)[10]闫鲁南.带缝钢板剪力墙稳定性能及滞回性能研究[D].南京: 东南大学土木工程学院,2011.[11]陆金钰,王恒华,闫鲁南,等.带缝钢板剪力墙滞回性能研究 [J].工程力学,2013,30(3): 214-223.Lu Jinyu,Wang Henghua,Yan Lunan,et al.Hysteretic behavior of stiffened steel plate shear wall with slits [J].Engineering Mechanics,2013,30(3): 214-223.(in Chinese)。

框支剪力墙土-结构共同作用的抗震性能分析
陆铁坚;单晓菲;蔡勇
【期刊名称】《铁道科学与工程学报》
【年(卷),期】2012(009)002
【摘要】采用有限元法对一框支剪力墙土-结构体系进行动力弹塑性时程分析.通过对计算模型的自振特性以及地震作用下的位移、层间位移角、等效刚度比和剪力等数据进行分析研究.研究结果表明:运用 ANSYS 建立框支剪力墙-土-结构共同作用模型对结构进行地震反应分析,能够真实地反映结构的抗震性能.转换层位置对结构自振周期影响较小；转换层附近的层间位移角和剪力均发生突变,且随转换层位置的提高而加剧；层间位移角较大值集中在结构中上部；框支柱剪力最大值发生在转换层中柱.建议抗震设计时,转换层位置可适当提高但不宜超过5层,等效侧向刚度比宜控制在0.8～1.3,除了底部框支柱加强外,还应该对中上部楼层采取减小层间位移的措施,对转换层中柱采取特殊加强.
【总页数】6页(P8-13)
【作者】陆铁坚;单晓菲;蔡勇
【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙 410075
【正文语种】中文
【中图分类】TU313;TU470+3
【相关文献】
1.高位转换框支剪力墙结构抗震性能分析研究 [J], 常鑫
2.桩-土共同作用下的高桩码头抗震性能分析 [J], 黄博;梁雨兰
3.带错层转换的框支剪力墙结构抗震性能分析 [J], 张晓将
4.某框支剪力墙高层结构设计及抗震性能分析 [J], Yang Shenyin;Chen Zhicheng
5.带个别框支剪力墙的超限结构抗震性能分析高层 [J], 谭彦
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带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能研究近年来，随着建筑物抗震要求的不断提高，带缝钢板剪力墙在地震力作用下的弹性屈曲性能被广泛研究。

缝钢板剪力墙是一种结构系统，其结构承载重量及考虑抗震需求，主要用于抵御震动的力量。

文就带缝钢板剪力墙的弹性屈曲性能进行研究。

首先，研究人员需要评估带缝钢板剪力墙的力学性能，获得不同设计参数下其屈曲性能的实验数据，进而研究其弹性屈曲性能。

有研究表明，结构参数如材料材质、厚度、边距或缝宽与剪力墙的弹性屈曲模量有关。

实验分析中，需要研究能够抵抗外力影响的带缝钢板剪力墙架的构架，以及在设计参数不断变化的情况下，考虑主要受力及极限状态的屈曲模量情况。

接下来，研究人员还需要考虑带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能的实验分析，根据实验数据，对不同受力情况下，构架的动力行为进行分析，找出带缝钢板剪力墙的屈曲模量。

分析过程中，将考虑不同设计参数与后期的耗能特性的关联性，以了解在不同抗震等级下优化设计参数的可行性。

最后，研究人员还可以将结果与已有的建筑物防震标准进行比对，以期得出一种抗震性能良好的带缝钢板剪力墙构架。

有抗震性能好的抗震结构在受到地震力时，可以有效地将地震能量耗散，从而减少人员、结构及其他财产损失。

以上就是本文关于带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能研究的内容。

有研究表明，通过正确的设计与足够的强度，可以有效地提高带缝钢板剪力墙的稳定性和抗震性能。

带缝钢板剪力墙的结构性能分析和试验结果研究，有助于将受力条件作用在结构上，以提高其抗震性能及其它结构性能，有助于更准确地估计结构受到地震力作用时可能发生的损坏情况，有助于更好地设计和施工抗震结构。

总之，本文提出了带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能的分析研究，并根据实验数据分析出最优的设计参数，为提高抗震性能提供了理论支持。

今后，还需要继续进行实践试验，进一步深入研究，探讨带缝钢板剪力墙的抗震性能。

钢管束混凝土组合剪力墙抗侧刚度及承载能力分析刘昕旭;周新刚;刘克忠;张忠杰【摘要】钢管束混凝土组合剪力墙作为主要的抗侧力构件,其抗侧刚度和承载力对钢管束混凝土组合剪力墙的抗震分析有重要作用.对钢管束混凝土组合剪力墙的初始刚度进行了研究,在分析8组试验数据的基础上,提出了钢管束混凝土组合剪力墙初始刚度的理论表达式及钢管束混凝土组合剪力墙承载力的计算方法.结果表明,所提出的初始刚度、承载力的理论公式是精确可靠的,钢管束混凝土组合剪力墙承载力良好.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2019(045)003【总页数】5页(P36-40)【关键词】钢管束;组合剪力墙;滞回曲线;初始刚度;承载力【作者】刘昕旭;周新刚;刘克忠;张忠杰【作者单位】烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台 264005【正文语种】中文【中图分类】TU312剪力墙是高层和超高层建筑中重要的抗侧力构件，对结构的抗震安全性有重要作用。

高层建筑结构剪力墙的形式很多，如普通钢筋混凝土剪力墙、单钢板混凝土剪力墙、双钢板混凝土剪力墙等。

钢板剪力墙是在普通钢筋混凝土剪力墙基础上发展起来的、性能更加优良的剪力墙。

由于钢板剪力墙的研究与应用已有比较长的时间，其基本性能及设计计算方法已经比较成熟。

陆铁坚、李小军、郭彦林等[1-3]对钢板剪力墙的弹性抗侧刚度进行了分析，推导了钢板剪力墙的抗侧刚度表达式。

Kharrazi[4]根据钢板剪力墙的剪力—位移关系曲线，得到了钢板剪力墙的弹性抗侧刚度。

马晓伟等[5,6]对钢板—混凝土组合剪力墙的正常使用阶段有效刚度进行了研究，提出了平面组合桁架模型(PCTM)和弯曲变形简化公式，并建立数值计算模型方法以及计算公式。

陈麟等[7]对带暗柱的双钢板剪力墙进行了抗震性能分析，推导了双钢板剪力墙承载力的公式。

钢板剪力墙的发展与研究现状钢板剪力墙是一种新型的抗侧力结构，具有优异的抗震性能和施工效率。

本文系统地介绍了钢板剪力墙的发展历程、基本概念、优点及应用领域，总结了当前的研究现状和存在的问题，并展望了未来的发展方向和趋势。

随着高层建筑和地震工程的发展，对结构抗侧力的要求越来越高。

钢板剪力墙作为一种新型的抗侧力结构，具有优良的抗震性能和施工效率，得到了广泛和研究。

钢板剪力墙的发展可以追溯到20世纪初，当时主要用于军事工程和桥梁工程。

随着科技的进步，钢板剪力墙逐渐应用于高层建筑和地震工程中。

进入21世纪，钢板剪力墙在地震工程和高层建筑领域的应用越来越广泛，研究也越来越深入。

抗侧力性能优异：钢板剪力墙具有较高的抗侧刚度和承载能力，能够有效抵抗地震作用和风荷载。

施工效率高：钢板剪力墙可以采用工厂化生产，现场装配，缩短了施工周期，提高了施工效率。

节能环保：钢板剪力墙材料可回收利用，符合绿色建筑和可持续发展的要求。

适用范围广：钢板剪力墙适用于各种高层建筑和地震工程，具有广泛的应用前景。

高层建筑：作为一种新型的高层建筑抗侧力结构，钢板剪力墙在高层建筑中的应用越来越广泛。

地震工程：钢板剪力墙具有优异的抗震性能，在地震工程中得到广泛应用，为结构提供了更加可靠的安全保障。

其他领域：钢板剪力墙还广泛应用于桥梁工程、核电站、储液罐等特殊工程中，展示了其广泛的应用前景。

目前，钢板剪力墙的研究主要集中在以下几个方面：受力性能：对钢板剪力墙的受力性能进行研究，包括承载能力、变形性能等方面，以了解其工作机理和破坏模式。

优化设计：针对钢板剪力墙的设计进行优化，包括材料选择、截面设计、连接构造等方面，以提高其抗震性能和施工效率。

数值模拟：采用数值模拟方法对钢板剪力墙的性能进行模拟分析，以便更好地理解其工作性能和设计方法。

耐久性研究：对钢板剪力墙的耐久性进行深入研究，包括影响因素、检测方法、维护措施等方面，以保证其长期使用性能。

工程应用：结合具体工程应用案例，对钢板剪力墙的设计、施工及维护进行总结和经验教训的归纳，以便更好地推广应用。

带缝钢板剪力墙弹性屈曲性能研究近年来，工程结构的安全性和可靠性逐渐成为越来越重要的议题。

由于房屋及公共建筑结构中受力往往比较复杂，以及这些结构受到污染物质、热变形和本构损伤等外部因素的影响，所以结构的弹性性能受到很大影响，使得新的研究领域有了很大空间。

在建筑工程中，剪力墙是显著的抗震结构，它在抗震性能上占了很大的比重，因此研究剪力墙的弹性屈曲性能就成为了建筑防震的一大重点。

带缝钢板剪力墙是采用双层钢板或单层夹层钢板制成的剪力墙，它在同样的应力范围内有更好的抗拉抗弯性能，使得它被广泛应用于工程建设中。

为了更好地了解带缝钢板剪力墙的弹性屈曲性能，本研究针对带缝钢板剪力墙进行了弹性屈曲性能实验研究。

在实验中，主要考察了带缝双层钢板剪力墙和带缝单层夹层钢板剪力墙的屈曲性能，具体研究内容包括计算模型的建立、屈曲性能的宏观测试和局部失效屈曲机理的研究。

经过实验研究，可以发现，带缝双层钢板剪力墙的抗拉性能明显优于带缝单层夹层钢板剪力墙。

此外，更为重要的是，在双层钢板剪力墙中，当应力和变形增大时，双层钢板中间空隙发生拉伸变形，并发生本构键断，使得双层钢板剪力墙的屈曲性能得以提高；而单层夹层钢板剪力墙中，中间空隙只出现填充失效，而未发生本构键断，所以变形能力较低。

本研究也考察了双层钢板剪力墙和单层夹层钢板剪力墙在不同应力水平下屈曲机理中的不同。

研究表明，在低应力水平下，双层钢板剪力墙和单层夹层钢板剪力墙的局部失效机理都是以钢板破坏为主；但是，随着应力水平的增加，双层钢板剪力墙在钢板破坏之前就已经发生局部本构键断，使得双层钢板剪力墙的屈曲性能明显优于单层夹层钢板剪力墙。

综上所述，本文通过实验研究得出，带缝双层钢板剪力墙和带缝单层夹层钢板剪力墙在屈曲性能方面存在明显差异，双层钢板剪力墙的屈曲性能明显优于单层夹层钢板剪力墙，这主要是由于其发生本构键断的缘故。

本文的研究结果可以为建筑结构的安全性和可靠性提供参考。

结束语：本文通过实验研究，对带缝钢板剪力墙的弹性屈曲性能进行了研究，得出双层钢板剪力墙的屈曲性能明显优于单层夹层钢板剪力墙，这主要是由于其发生本构键断的缘故。