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剪力墙是高层及超高层建筑中的一种关键抗侧力部件,型钢混凝土组合剪力墙是一种抗震性能好的组合结构形式,这种组合剪力墙的应用越来越多,其抗震性能的研究已被工程界广泛关注。本文提出了钢管混凝土边框钢板组合剪力墙,为深入研究这种新型组合剪力墙的合理设计参数,进行了其抗震性能试验研究和理论分析。主要贡献如下:
1.完成了5个1/5缩尺的钢管混凝土边框钢板剪力墙的低周反复试验研究。研究了不同钢板厚度、有无钢板开孔、钢板与钢管不同的连接方式下这种新型剪力墙的抗震性能。通过试验,较系统地分析了各试件的承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、耗能能力及破坏特征等,揭示了其抗震机理。
2.建立了钢管混凝土边框钢板剪力墙承载力的简化力学模型与公式,计算结果与试验结果符合较好。
3.给出了钢管混凝土边框钢板剪力墙的构造措施,提出了该新型钢板组合剪力墙结构的抗震设计建议。
主要的研究结论:
1.钢管混凝土边框钢板剪力墙,可充分发挥材料组合及构件组合优势,其承载力高,延性好,具有多道抗震防线。
2.钢管混凝土边框钢板剪力墙的钢板高厚比对其抗震性能影响较大。随钢板厚度的增加,剪力墙的承载力增大,刚度增大,但延性有所降低。选择中等厚度的钢板剪力墙,其综合抗震耗能能力最强。
3.钢板与钢管边框的连接方式,首先以选择焊接。钢板与钢管若采用栓接方式连接,则在全过程受力中可能出现不稳定的连接滑移,有时还伴随着破坏发出的响声,对发挥结构的组合性能是不利的。
4.钢管混凝土边框开孔钢板剪力墙在钢板小开孔率的情况下,其抗震性能依然良好。
本文的试验研究结果、承载力模型及抗震设计建议可供参考。