作为一种新型的抗侧力构件,钢板剪力墙以较高的侧向刚度和极限承载力、良好的位移延性和耗能能力等诸多优点引起各国学者的极大兴趣。非加劲薄钢墙在很小的荷载下即发生屈曲,在正常使用阶段有较大的面外变形;在屈曲后受力阶段,沿受拉对角线方向形成斜向拉力带,继续增加的荷载主要由拉力带承担。因边框构件刚度较大,钢板墙有很高的屈曲后强度和良好的塑性变形能力,其屈曲后阶段的力学性能对整体性能影响很大,故研究钢板墙的屈曲后性能十分重要。基于钢板墙的受力和变形特点,沿着拉力带的面外变形轨迹设置斜向加劲肋,能有效的阻止板的面外变形,提高钢板墙的初始刚度和承载力,这就形成了一种新型的钢板墙结构—斜加劲钢板剪力墙。本文对刚接边框斜加劲钢板剪力墙进行了系统的理论与试验研究。研究目的在于深入、系统地揭示斜加劲钢板墙在单向荷载下的抗剪性能和反复荷载下的滞回性能,为斜加劲钢板墙的弹塑性设计提供参考依据。主要研究内容和成果如下:(1)对刚接边框薄钢板墙进行了循环拟静力试验研究,分析了钢板墙的侧向刚度、承载力、耗能性能和变形特性等指标。试验结果表明,斜加劲钢板墙有很高的侧向刚度和极限承载力,良好的塑性变形能力和耗能能力;斜加劲钢板墙消除了“零位移”附近的“负刚度”现象,滞回环饱满稳定,结构有很高的安全储备,是一种优良的抗侧力构件。(2)用纯壳单元模型分析了非加劲和斜加劲钢板墙在单向荷载和循环荷载下的屈曲后性能,计算结果与试验结果吻合良好,为后续的分析研究做了必要的准备。进一步明确了薄板墙拉力带的作用机理和板框构件的协同工作性能,认为必须考虑拉力带对边框柱的削弱作用,在框架柱端部等危险区域应采取措施予以加强。(3)用有限元方法对刚接边框斜加劲钢板墙的弹性屈曲性能作了较为系统的分析,研究了板高厚比、柱柔度、肋板刚度比、加劲肋高厚比和板高宽比等无量纲参数的影响。认为薄板墙与厚板墙有不同的弹性屈曲极限状态,应采取不同的加劲准则,取得了一定的研究成果,为斜加劲钢板墙的弹性设计提供了依据。(4)对单层斜加劲钢板墙的屈曲后性能作了系统分析,研究了初始缺陷、板高厚比、柱柔度、肋板刚度比、板高宽比、加劲肋高厚比和轴压比等因素对钢板墙抗剪性能的影响。在此基础上,本文还研究了多层斜加劲钢板墙的屈曲后性能,考虑了倾覆弯矩对钢板墙抗剪性能的影响。分析结果表明,斜加劲钢板墙的柱柔度对其屈曲后性能影响很大,强边框柱截面由惯性矩控制,弱边框柱截面由截面面积控制。多层钢板墙受倾覆弯矩影响较大,建议采用受压性能较好的钢管混凝土作为多层钢板墙的边框柱。(5)用有限元方法分析了斜加劲钢板墙在循环荷载下的抗震性能,考虑了板高厚比、肋板刚度比、柱柔度、高宽比、加劲肋高厚比和轴压比等因素影响。主要研究内容有:荷载—位移滞回曲线、耗能性能、板面外变形、边框柱轴力、边框柱弯矩和边框柱变形等,得到了一些有用的结论,为斜加劲钢板墙的抗震设计提供了参考依据。