含型钢边缘构件的混合连肢墙体系钢梁与剪力墙连接的滞回性能

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在高层建筑剪力墙体系的设计中,为了缓解高烈度地震地区钢筋混凝土连系梁所带来的一系列问题,可采用型钢连梁代替钢筋混凝土连梁,形成混合连肢墙体系。国外对这种新型结构体系进行了大量研究。研究的重点是钢连梁通过一定的埋入深度直接与钢筋混凝土剪力墙连接的性能及结构的整体性能。本文主要研究的是钢筋混凝土剪力墙的边缘暗柱中按照设计需要,配入适当截面的型钢来代替墙中纵向受力钢筋,形成型钢混凝土边界,钢梁直接焊于型钢柱上,形成刚性连接。同时通过合理的设计,使钢梁端部抗剪屈服先于钢梁的抗弯屈服,结构依靠梁端剪切屈服耗能。主要研究内容如下:(1)根据国外研究结论及建议,设计BASE试件,研究此类连接在低周反复荷载作用下的抗震性能。通过ANSYS程序分析表明,具有此类连接的混合连肢墙具有良好的延性及耗能能力,完全适用于高烈度地震地区。(2)根据BASE试件计算结果,通过改变钢筋混凝土剪力墙材料强度、墙体厚度、剪力墙的边缘暗柱中所埋入的H型钢柱腹板高厚比及柱翼缘宽厚比、H型钢连系梁腹板高厚比及梁翼缘宽厚比、梁跨高比及H型钢材料强度等参数来考察该类连接方式在循环荷载作用下的受力性能,并分别通过延性水平与承载能力比值V/V_n对各构件的延性、耗能能力及承载力进行度量。与BASE试件计算结果对比发现,对此类连接方式延性水平影响较大的参数为型钢钢材的强度和型钢柱腹板高厚比;而对此类连接方式的承载能力比值V/V_n影响较大的参数为型钢连系梁腹板的高厚比;而只要遵照相关设计规定对剪力墙进行合理设计,那么混凝土强度、剪力墙厚度、型钢连系梁及剪力墙边缘型钢柱翼缘的宽厚比与型钢连系梁跨高比等参数对该种连接在循环荷载作用下受力性能的影响并不明显。所得结论可供进一步研究和工程设计参考。
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