TJ型屈曲約束鋼板墻的研制與設(shè)計(jì)方法_圖文

1、 TJ型屈曲約束鋼板墻的研制與設(shè)計(jì)方法李國(guó)強(qiáng)孫飛飛同濟(jì)大學(xué)建筑工程系 提綱研究背景TJ型屈曲約束鋼板墻屈曲約束鋼板墻與屈曲約束支撐的類比 屈曲約束鋼板墻的設(shè)計(jì)分析模型屈曲約束鋼板墻的連接方法結(jié)束語(yǔ) 1 薄鋼板墻 剪普通鋼板剪力墻普通鋼板剪力墻典型的滯回曲線缺點(diǎn):在水平剪力作用下易面外屈曲,滯回曲線捏攏嚴(yán)重 2 鋼板-混凝土組合墻 (a 鋼板 混凝土板 鋼筋 剪力連接鍵 (b 鋼板-混凝土組合墻的幾種形式(c 鋼板混凝組合墻的幾種形式試驗(yàn)曲線李國(guó)強(qiáng), 1995 2鋼板-混凝土組合墻縫隙 螺栓普通組合墻第三層荷載位移曲線 i p k N 加載端水平力(k 加載端水平力(第三層層間位移角(rad普通

2、組合墻組合墻的破壞形式組合墻第3層荷載位移曲線Astanneh-Asl, 2004 3 屈曲約束鋼板墻 梁角鋼 高強(qiáng)螺栓梁Toko Hitaka,2000 3 屈曲約束鋼板墻1、2-框架柱3、4-框架梁框架梁5-鋼板6-混凝土板7橢圓螺栓孔7-橢圓螺栓孔8-抗剪螺栓9-縫隙郭彥林, 2005 3 屈曲約束鋼板墻 采用低屈服點(diǎn)鋼材蔡克銓,2006 4 目前存在的問題(1目前國(guó)內(nèi)外對(duì)普通鋼板墻研究較多,對(duì)屈曲約束鋼板墻研究較少(2目前國(guó)內(nèi)外對(duì)屈曲約束鋼板墻的面外約束研究不夠充分,其滯回曲線仍然存在著捏攏的問題(3目前國(guó)內(nèi)外所研究的開豎縫屈曲約束鋼板墻滯回性能較好,但存在剛度偏小、鋼板利用率偏低、開

3、縫端應(yīng)力集中而撕裂的問題 提綱研究背景TJ型屈曲約束鋼板墻屈曲約束鋼板墻與屈曲約束支撐的類比 屈曲約束鋼板墻的設(shè)計(jì)分析模型屈曲約束鋼板墻的連接方法結(jié)束語(yǔ) 本項(xiàng)目提出的三種屈曲約束鋼板墻b sb 0b sB h rh srh 0h r h s 大高寬比屈曲約束鋼板墻大高寬比屈曲約束鋼板墻50203040荷載(k N -20-10010-30-20-100102030位移(mm-50-40-3020高寬比4:1-實(shí)驗(yàn)值高寬比4:1-理論值IC-140-2正面混凝土板裂縫IC-140-2試驗(yàn)后鋼板IC-140-2試驗(yàn)滯回曲線本項(xiàng)目提出的三種屈曲約束鋼板墻D26小高寬比屈曲約束鋼板墻小高寬比屈曲約束鋼

4、板墻 250300350400塑性變形050100150200累積相對(duì) 2468101214161820加載次數(shù) 相對(duì)累積塑性變形本項(xiàng)目提出的三種屈曲約束鋼板墻開縫鋼板上下板帶開豎縫屈曲約束鋼板墻鋼箱構(gòu)造開豎縫屈曲約束鋼板墻561、27891011123、4試件2滯回曲線(最大位移角:1/40試件2滯回曲線(最大位移角1/40鋼板墻框架梁液壓作動(dòng)器束柱銷軸水平反力架芯板鋼板墻框架柱 鋼板墻框架 往復(fù)加載試件II頂層曲線往復(fù)加載試件II底層曲線 1 與普通鋼板墻的對(duì)比 普通鋼板剪力墻的滯回曲線TJ 型鋼板剪力墻的滯回曲線 2 與現(xiàn)有屈曲約束鋼板墻的對(duì)比 蔡克銓,2006, 2005郭彥林, TJ

5、 型屈曲鋼約束板剪力墻二. TJ 型屈曲約束鋼板墻3 與現(xiàn)有開豎縫屈曲約束鋼板墻的對(duì)比 一般開縫墻縫型開縫墻縫端不撕裂般開縫墻縫端撕裂破壞,承載力下TJ 型開縫墻縫端不撕裂,承載力不下降降提綱研究背景TJ型屈曲約束鋼板墻屈曲約束鋼板墻與屈曲約束支撐的類比 屈曲約束鋼板墻的設(shè)計(jì)分析模型屈曲約束鋼板墻的連接方法結(jié)束語(yǔ) 1 應(yīng)用分類屈曲約束鋼板墻屈曲約束支撐應(yīng)用特點(diǎn)行行承載型可行可行調(diào)剛度小震提供剛度耗能型可行可行大震提供阻尼阻尼器型可行可行小震即提供阻尼 承載型略有屈服耗能型累積200倍初始屈服變形阻尼器型循環(huán)30周 2 影響因素TJ型屈曲約束屈曲約束鋼板墻支撐結(jié)構(gòu)布置只與橫梁相連,布置靈活受門窗

6、布置的影響豎向和水平荷載分別引起豎向和水平荷載均引起軸豎向荷載軸力和剪力,軸壓比可達(dá)0.4力,影響滯回環(huán)的形成 豎向荷載影響屈曲約束向響 支撐滯回環(huán)的形成3 滯回模型1,0002,0003,000TJII-2-2,000-1,0000,軸向力(k N -50-40-30-20-101020304050-3,000軸向變形 (mm屈曲約束鋼板墻屈曲約束支撐雙折線模型提綱研究背景TJ型屈曲約束鋼板墻屈曲約束鋼板墻與屈曲約束支撐的類比 屈曲約束鋼板墻的設(shè)計(jì)分析模型屈曲約束鋼板墻的連接方法結(jié)束語(yǔ) 1 大高寬比屈曲約束鋼板墻z 初始剛度B b sb 0b s=h rh s K =Et =Et =Et r

7、 =b s h r2.6'+'32.6H b 0'+(H b 0'3 2.6H b b 0+(H b b 03h 0rb =A +A s 0.95A =1.053A +A sAh s h 大高寬比鋼板b'01 大高寬比屈曲約束鋼板墻B z 屈服承載力b sb 0b sr =b s =hrh s Q y =M p Q pQ 2(H y 02+M 2=M p Q pQ p 2H y 2+M p2h 0h rp 2pH H 088(H s h r H y =2h s b s y 0=(1(2h s b s =0.88(2h s b s h b'0大高寬

8、比鋼板2 小高寬比屈曲約束鋼板墻z 初始剛度K =Et ''3=Et 26H H =Et 26H H 75260500160050026002.6+ 2.6b 0'+(b 0'3 2.6b b 0+(b b 03兩端板4802009409400080D 30D 30400101b =0.962A +A sA中間板兩端板R 50200480809401274026400260220720720720220小寬比鋼板2 小高寬比屈曲約束鋼板墻z 屈服承載力Q y =M p Q pQ p 2(H 2y 02+M p2=M p Q p Q p2H y2+Mp275260

9、050016005002600101H =H h b =(1H h b =0.88(H h b 中間板兩端板480200948009412002680D 30D 30400y 2s s y 0(2s s (2s s 兩端板R 5020048060940740400小高寬比鋼板22207207207202203 開豎縫屈曲約束鋼板墻1z 初始剛度梁上板帶K =1=1K =1+K e柱lmn中板帶He bs +fs +fb (H ml GBt +l Gbt m n +(l +b 3Etb 3mn魚尾板b高強(qiáng)螺栓st下板帶彎曲桿=H 22K /1K e開豎縫鋼板墻參數(shù)B3 開豎縫屈曲約束鋼板墻屈服承

10、載力z 屈服承載力梁上板帶Q y =n2y W el=ntb 23ly柱lmn中板帶H極限承載力魚尾板b高強(qiáng)螺栓st下板帶彎曲桿Q u =n2u W pl=ntb 22lu開豎縫鋼板墻參數(shù)BeeB4 等效交叉支撐模型bH頂梁底梁框架柱鋼板墻等效參數(shù):等效支撐的截面積A bKl A b=K 為耗能墻初始側(cè)向剛度等效支撐的屈服承載力Q yb2cos 2E b E 為鋼板彈性模量yw Q =y cos 2yb Q Q yw 為耗能墻的屈服承載力提綱研究背景TJ型屈曲約束鋼板墻屈曲約束鋼板墻與屈曲約束支撐的類比 屈曲約束鋼板墻的設(shè)計(jì)分析模型屈曲約束鋼板墻的連接方法結(jié)束語(yǔ) 五. 屈曲約束鋼板墻的連接方法

11、1 焊接連接工序1:在頂梁下翼緣焊連焊縫頂梁接板1連接板1墻板開孔以使墻板 工序2:將墻板焊在底梁上樓板鋼筋通過底梁焊縫 工序3:在頂梁下翼緣焊連夾緊墻板頂梁接板2,夾緊墻板焊縫連接板2墻板 五. 屈曲約束鋼板墻的連接方法 1 焊接連接 工序4：綁扎樓板鋼筋、澆筑樓板 混凝土 工序5：上部結(jié)構(gòu)完工或部分完工 上部結(jié)構(gòu)完工或部分完工 后，將墻板焊在連接板1、2上 頂梁 新增兩道焊縫 五. 屈曲約束鋼板墻的連接方法 2 螺栓連接 工序1：在頂梁下翼緣焊接開 有長(zhǎng)圓的連接板 連 墻板開孔以使 樓板鋼筋通過 焊縫 底梁 墻板 連 接 板 焊縫 頂梁 工序2：將墻板焊在 工序2 將墻板焊在 底梁上 工序4：綁扎樓板鋼筋 和澆筑樓板 工序5：上部結(jié)構(gòu)完工 或部分完工后，將耗能 或部分完 后，將耗能 墻鋼板與連接板用高強(qiáng) 螺栓擰緊 工序3：將墻板上端 工序3 將墻板上端 與連接板用螺栓初擰 固定 螺栓初擰 頂梁 結(jié)束語(yǔ) 1. 同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的TJ型系列屈曲約束鋼板墻達(dá)到了與屈 曲約束支撐相當(dāng)?shù)目拐鸷哪苄阅堋?2. TJ型屈曲約束鋼板墻可以采用與屈曲約束支撐