前言：本站為你精心整理了剪力墻研究論文：剪力墻性能實驗探究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：聶建國1朱力1樊健生1范重2劉學林2作者單位：1清華大學2中國建筑設(shè)計研究院

試驗現(xiàn)象

各試件試驗過程和現(xiàn)象分別見表2、表3和表4，由表可知，盡管通過加勁肋對開洞部位進行補強，但是洞口角部仍然容易出現(xiàn)斷裂，但對試件整體抗震性能影響不顯著;中柱的設(shè)置明顯限制鋼板屈曲條帶的發(fā)展，能有效提高試件的整體穩(wěn)定承載力。各試件整體破壞形態(tài)見圖6。

試驗結(jié)果及分析

1荷載-位移滯回曲線

試件水平荷載-頂點位移(P-Δ)滯回曲線如圖8所示，水平荷載-頂點位移(P-Δ)骨架曲線如圖9所示。由圖8和圖9可知:1)各試件的滯回曲線均比較飽滿，表現(xiàn)出良好的延性和耗能能力。2)試件SPSW-1在加載后期東側(cè)柱受壓屈曲，導(dǎo)致負向加載時荷載下降較明顯;試件SPSW-3在加載后期西側(cè)柱跟和墻跟與底板的焊縫連接處開裂，從而釋放部分能量，導(dǎo)致荷載出現(xiàn)了一定程度的下降。但在實際工程中不會發(fā)生這些情況，因此可以確定該類鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)在達到極限狀態(tài)時，承載力、耗能和延性等抗震性能可以保持在很高的水平。3)試件SPSW-1的剛度和承載力明顯低于試件SPSW-2，說明開洞會削弱結(jié)構(gòu)的剛度和承載力。4)試件SPSW-3的剛度和承載力明顯高于試件SPSW-1，與試件SPSW-2的剛度和承載力相當，說明設(shè)置中柱提高了試件的剛度和承載力;試件SPSW-3荷載-位移滯回曲線較飽滿，說明中柱有效抑制了屈曲拉力帶的擴展，抑制了鋼板屈曲后的平面外變形，提高了試件的耗能能力。5)在彈性工作階段時，試件的平面外變形不明顯，說明布置在墻板和洞口周圍的加勁肋顯著提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力，洞口周圍布置加勁肋具有很好的開洞補強效應(yīng)。

2剪力-剪切變形滯回曲線

根據(jù)文獻［12-13］的研究結(jié)果，鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向荷載主要由腹板承擔，因而近似認為墻板承擔了全部水平剪力。對于試件SPSW-3，因墻板開洞降低了墻板的抗剪剛度，但洞口周圍布置加勁肋起到了良好的補強效應(yīng)，可近似認為開洞墻板與不開洞墻板承擔相同的剪力。墻板的剪切變形可根據(jù)文獻［14］計算得到，由于墻板受到的水平剪力沿高度方向不變，近似等于加載端荷載，墻板剪切變形的發(fā)展只與其承擔的水平剪力有關(guān)，因而剪切變形沿墻板高度方向變化很小。圖10給出了各試件第3層墻板的剪力-剪切變形滯回曲線。由圖10可知:1)試件SPSW-1的抗剪剛度明顯小于試件SPSW-2的抗剪剛度，說明開洞會顯著影響墻板的抗剪剛度。2)正向加載時，試件SPSW-1第3層墻板的剪切變形不斷發(fā)展，遠大于負向加載時的剪切變形，其原因是洞口周圍布置了加勁肋，在其附近區(qū)域的墻板剛度較其余位置的墻板剛度顯著增強，正向加載時遠離洞口區(qū)域的墻板受壓屈曲，墻板的抗剪剛度減弱，有利于剪切變形的發(fā)展;負向加載時洞口區(qū)域墻板受壓、遠離洞口區(qū)域的墻板受拉，由于加勁肋的補強效應(yīng)，洞口區(qū)域的墻板剛度較大，不易受壓屈曲，負向加載時墻板的受力性能優(yōu)于正向加載時的受力性能，因此墻板的剪切變形會在正向加載時不斷發(fā)展。3)試件SPSW-2的墻板不開洞，由于幾何對稱性，第3層墻板剪切變形的發(fā)展在正負向加載時基本對稱。4)試件SPSW-3第3層開洞墻板的剪切變形大于不開洞墻板的剪切變形，說明洞口加勁肋的補強效應(yīng)尚不能完全彌補開洞對墻板抗剪剛度的削弱影響。

3特征荷載和位移

文獻［14］給出了確定試件特征荷載和位移的方法，如圖11所示。根據(jù)文獻［14］并結(jié)合試件的水平荷載-頂點位移骨架曲線，表5給出了3個鋼板剪力墻試件的特征荷載和位移。位移延性系數(shù)μ為極限位移Δu和屈服位移Δy之比，其中極限位移Δu取為荷載降至85%Pm(Pm為極限荷載)對應(yīng)的位移。由表可知，每個試件正負向加載的極限荷載基本相等，試件SPSW-1的極限荷載明顯小于試件SPSW-2、SPSW-3。各試件的位移延性系數(shù)都在2.0以上，延性較好。需要說明的是，試件底板焊縫受拉開裂影響了試件延性的發(fā)揮，但實際工程中不會有這種情況發(fā)生，可保證鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的延性和抗震性能。

4承載力退化

圖12為試件承載力退化情況，由圖可知:在正向加載過程中，3個試件的承載力退化曲線波動較小，都在0.9以上;負向加載時，試件SPSW-1的鋼管混凝土柱受壓屈曲、試件SPSW-3的柱腳焊縫受拉開裂，試件的承載力會顯著降低，因此負向加載后期，試件SPSW-1、SPSW-3的承載力退化系數(shù)明顯減小。

5剛度退化

在位移幅值不變的條件下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度隨反復(fù)加載次數(shù)的增加而降低的特性稱為剛度退化，可取同級變形下的環(huán)線剛度K1表示。環(huán)線剛度的定義見文獻［15］。試件的剛度退化情況如圖13所示，由圖可知，試件SPSW-2和SPSW-3比SPSW-1具有更高的剛度，并且各試件在整個加載過程中剛度退化持續(xù)、均勻、穩(wěn)定。

6耗能能力

試件的耗能能力通常以荷載-位移滯回曲線所包圍的面積來衡量。圖14a為試件的耗能E-循環(huán)次數(shù)n曲線，圖14b為試件的累積耗能ΣE-循環(huán)次數(shù)n曲線。采用等效黏滯阻尼系數(shù)he表征試件的耗能特性，等效黏滯阻尼系數(shù)he的計算參見文獻［14］。試件的等效黏滯阻尼系數(shù)-循環(huán)次數(shù)曲線如圖14c所示。由圖14c可知，隨著循環(huán)數(shù)的增加，試件的耗能能力均有持續(xù)明顯的提高，但在加載后期由于焊縫開裂，試件SPSW-3的耗能能力逐漸下降。