两边连接屈曲约束钢板墙边缘构件的受力规律.pdf

第 3 2 卷 第 6期 2 0 1 5年 1 1月 建筑科 学与 J o u r n a l o f Ar c h i t e c t u r e 工程 学报 a n d Civ il En g in e e r in g Vo 1 32 NO V NO 6 2 0 15 文章编号 1 6 7 3 2 0 4 9 2 0 1 5 0 6 0 0 6 6 0 8 两边连接屈 曲约束钢板墙边缘构件 的受力规律 刘文洋 李 国强 1 同济大学 土木工程学院 上海2 0 0 0 9 2 2 黑龙江八一农垦 大学 工程学院 黑龙江 大庆1 6 3 3 1 9 3 同济大学土木工程防灾 国家重点实验室 上海2 0 0 0 9 2 摘要 利用理论分析和有限元方法对两边连接屈曲约束钢板墙边缘构件 梁 的受力规律进行研 究 提 出了两边连接屈曲约束钢板墙与边缘构件的传力模型和边缘构件 内力计算方法 利用等效支撑 模 型对所提 出的边缘 构件 内力计 算方 法进行 了验证 对 不 同层 数和跨 数 的框 架一 屈 曲约束 钢板 墙 结 构 和框 架一 等 效支撑 结构进 行分析 对 梁 柱 构件 的 内力进 行 了对 比 分析 了屈 曲 约束钢 板墙 布 置 方 式对边缘构件 内力 变形的影响 结果表 明 所提 出的方法能够准确计算屈 曲约束钢板墙边缘构件 的 内力 建议 屈 曲约束钢 板墙 的 宽度 宜设 计成 大 于跨 度 的 1 3 并将 屈 曲约束 钢板 墙布 置在 跨度 中 间 如果屈 曲约束钢板墙的宽度只能小于跨度的 1 3 则宜布置在靠近梁端部 关键 词 屈 曲约 束钢板墙 边 缘构件 受力规律 有 限元分析 传 力模型 中 图分类 号 TU3 9 2 4 文献 标 志码 A M e c ha nic s La ws f o r Bo u nd a r y El e m e n t s o f Bu c k l ing Re s t r a in e d S t e e l Pl a t e S h e a r W a l l wit h Two s id e Co nn e c t io n s LI U W e n ya ng LI Gu o q ia n g 1 Co l l e g e o f Ci v il En g i n e e r i n g To n g j i Un i v e r s i t y S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 Ch i n a 2 Co l l e g e o f En g i n e e r i n g He il o n g j i a n g Ba y i Ag r ic u l t u r a l Un iv e r s it y Da q i n g 1 6 3 3 1 9 He i l o n g j i a n g Ch i n a 3 S t a t e Ke y L a b o r a t o r y f o r Di s a s t e r Re d u c t i o n in Ci v il En g i n e e r i n g To n g J i Un iv e r s it y S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 C h in a Abs t r a c t The me c ha n ic s l a w f o r b ou nd a r y e l e m e nt s o f b uc kl in g r e s t r a ine d s t e e l p l a t e s h e a r wa l l BRSPSW wit h t wo s id e c o n ne c t i on s wa s s t u die d us in g t he o r e t ic a l a na l y s is a n d f i nit e e l e me n t m e t ho d Th e f o r c e t r a n s f e r r ing mo de 1 a n d int e r n a l f o r c e c a l c ul a t io n m e t ho d f or b ou nd a r y e l e me nt s we r e p r e s e nt e d S t r uc t ur a l a na l y s is o f f r a me BRSPSW c ou l d be c o nd uc t e d u s ing pr o p os e d e qu iv a l e nt br a c e mod e l t o r e p l a c e BRSPSW I n or d e r t o v a l id a t e t h e pr e s e nt e d me t h od f r a me BRSPSW a nd f r a me e a u iv a l e n t b r a c e s t r u c t u r e s wit h d if f e r e n t s t o r ie s a n d d if f e r e n t s p a ns we r e a n a l y z e d Fu r t he r m o r e t he c o m p a r is o n o f i nt e r n a l f or c e f or b e a m a n d c o l umn wa s c a r r ie d ou t a nd t he e f f e c t s f or s t e e l p l a t e s h e a r wa l l a r r a ng e me n t o n t h e in t e r n a l f or c e de f o r ma t io n o f bo un d a r y e l e me n t s we r e a n a l y z e d Th e r e s ul t s s ho w t ha t t he e q u iv a l e n t b r a c e mod e l c a n a c c u r a t e l y s imul a t e t h e e f f e c t o f BRS PSW t o t h e bou nd a r y e l e me nt s The wi dt h o f s t e e 1 pl a t e s h e a r wa l l is r e c o mme n d e d t o b e mo r e t h a n 1 3 o f t h e s p a n a n d t h e s t e e l p l a t e s h e a r wa l l is a r r a n g e d i n t h e mid d l e o f t h e s p a n I f t h e wi d t h o f t h e s t e e l p l a t e s h e a r wa l l is l e s s t h a n 1 3 o f t h e s p a n it s hou l d be we l l t o be p l a c e d ne a r t he e n d o f t he be a m Ke y wo r d s buc kl i ng r e s t r a ine d s t e e l pl a t e s he a r wa l l b o un da r y e l e m e nt me c ha n ic s l a w f i nit e 收稿 日期 2 0 1 5 0 5 0 2 基金项目 十二五 国家科技支撑计划项 目 2 0 1 2 B A J 1 3 B 0 2 作者简介 刘文洋 1 9 8 i 男 黑龙江 巴彦人 黑龙江八一农垦大学讲师 同济大学工学博士研究生 E ma i l wy l i u 8 1 1 2 6 c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 6期 刘 文 洋 等 两边 连接 屈 曲约束 钢板 墙 边缘 构件 的 受力规律 6 7 e l e m e nt a n a l y s i s f o r c e t r a ns f e r r i n g mod e l 0 引 言 屈曲约束钢板 剪力墙 简称 屈 曲约束钢 板墙 B RS P S W 是在 普通 钢板 墙两 侧设 置盖 板 盖板 的作 用仅是抑制 内嵌钢板的屈曲而并不参与结构的抗侧 力和刚度 由于屈曲约束钢板墙从构造上抑制 了内 嵌钢板 的屈曲 因此抗侧力滞 回曲线较为饱满 耗能 能力和承载力较普通钢板墙显著增强 屈曲约束钢 板 墙 的连 接方 式通 常 包 括 四边 连 接 和 两边 连 接 四 边连接是指 内嵌钢板 四边均与梁 柱构件连接 而两 边连接是指 内嵌钢板只与水平边缘构件 梁 连接 各国学者对普通薄钢板墙与边缘构件的传力规 律和边缘构件的受力影响 已经开展 了大量研究 基 本解决了这些问题 四边连接屈 曲约束钢板墙 与边 缘构件 的传 力 规律 也 已明 确 1 9 8 3年 Th o r b u r n 等 口 对 四边 连接 普通 薄钢 板墙 的受力性 能 进行 了系 统研究 指 出薄钢板墙在屈曲后可通过形成斜 向拉 力带来继续抵抗水平剪 力直至材料受拉屈服 并提 出用一系列两端铰接的等效拉杆来代替普通钢板墙 进行受力分析 给出了等效拉杆倾角计算公式 随 后 Ti ml e r 等 基于最小能量原理修正了 Th o r b u r n 等提出的等效拉杆倾角计算公式 该模型 已被 写入 美 国 和 加 拿 大 规 范 3 Th o r h u r n等 和 P a r k 等 5 利用该等效拉杆模 型分析了普通钢板墙对边 缘构件受力 的影响 对于 中间层梁 上下均有钢板 墙 因此 2块 钢板 墙传 来 的力互 相抵 消 钢板 墙对 梁 的影响可 以忽 略不计 然 而对 于柱 只有单侧布置 钢板墙 因此钢板墙传给柱的斜 向力既会增加柱的 轴力 同时也会 对 柱产 生 附加 弯矩 周 明 7 采用 Th o r b u r n等提出的等效拉杆模型分别对单层单跨 和四层三跨框架一 普通钢板墙结构进行受力分析 研 究了普通钢板墙对框架梁 柱 内力 的影响 同时 研 究发现对于厚钢板墙等效拉杆模 型的误差较大 因 此提出了适用于不同厚度钢板墙且相对较为精确的 统一等代模型 孙飞飞等 对两边和四边连接组合屈 曲约束 钢板 墙 的受力 性 能 进行 了研 究 考 虑 由于 实 际 的混 凝土盖板不能为屈曲约束钢板墙提供完全的面外约 束 提出用双 向多斜杆模型代替组合屈 曲约束钢板 墙以模拟其对边缘 构件的作用 陆烨 1 D 利用有 限 元参数分析的方法对 I型屈曲约束钢板墙和所提出 的等效支撑模 型引起 的框架梁 弯矩进行 了对 比分 析 以保证支撑点位置的合理性 但该模型仅适用于 大高宽 比 I型屈 曲约束 钢板墙 郭彦林 等 1 周 明口 对 四边连接屈曲约束钢板墙与框架的相互作用 进行了分析 认为四边连接屈 曲约束钢板墙接 近平 面应力状态 屈曲约束钢板墙对边缘框架柱基本上 只产生附加轴力 并提出用拉 压强度相等及倾角为 4 5 的双向多斜杆等代模型来代替屈曲约束钢板墙 综上所述 目前对两边连接屈 曲约束钢板墙的 研究主要集 中在墙体 自身 的受力性能或框架一 屈曲 约束钢板墙整体结构受力性能 对两边连接屈 曲约 束钢板墙与边缘构件之间的传力规律及屈曲约束钢 板墙 对边缘 构 件 的受 力影响还 研 究得较 少 本 文利 用理论分析和有限元方法对两边连接屈曲约束钢板 墙边缘构件的受力规律进行研究 给 出边缘构件 的 内力计算方法 并针对屈 曲约束钢板墙 的布置方式 提出设计建议 如无特殊说 明 本文所提 出的屈曲 约束钢板墙均指两边连接屈曲约束钢板墙 1 两边连接屈 曲约束钢板墙与边缘构 件 的传 力规律 两边连接屈 陆约束钢板墙是把 内嵌 钢板仅在 上 下端 与梁 相连 这样 处理 一方 面 可 以避 免屈 曲约 束钢板墙对柱 的直接影响 另一方面也有利于屈 曲 约束钢板墙的灵活布置 便于门窗洞 口的开设 文献 1 2 中的研究表 明 当屈 曲约束钢板墙 的 高宽比小于 1 5时 屈 曲约束钢板墙两侧各存在一 个边缘约束 区 其宽度约为屈 曲约束钢板墙净高的 1 3 且与高宽 比 厚度等参数基本无关 边缘约束 区对 中间屈曲约束钢板墙形成约束 起到竖向边缘 构件的作用 因此屈曲约束钢板墙 中间部分 的受力 特点与四边连接屈曲约束钢板墙相同 主要受剪应 力作用 可称之为中间剪切 区 两边连接屈曲约束 钢板 墙 与边缘 构件 梁 的传 力 可按 中间剪 切 区和边 缘约束 区分别进行分析 中间剪切 区处于纯剪切状 态 在该 范 围 内屈 曲约 束 钢 板 墙 与梁 只传 递 沿 水平 方 向均匀分布的剪力 两侧边缘约束区传给梁的力 是 斜 向力 但该 斜 向力与 竖直 方 向的夹 角很 小 可 忽 略其水平分量 只考虑力的竖 向分量 即认为边缘约 束 区传 给 梁 的力 主要 是垂 直 于梁轴 线方 向均 匀分 布 的拉力 或 压力 因此两边 连 接屈 曲约束 钢板 墙 与边 缘构件 粱 的传力模型可采用如图 1所示 的形式 图 1中 为应力 r为剪应力 当屈 曲约束钢板墙 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 6 8 建 筑科 学与工程 学报 2 0 1 5年 钢 板 梁 r t t t l 盯 边 缘 中间 边 缘 柱 约 束 剪 切 约 柬 区 l l t t t 柱 粱 图 1 屈 曲约束钢板墙与梁的传力模型 Fi g 1 Fo r c e Tr a n s f e r r i n g M o de l Be t we e n BRS PS W a n d Be a ms 端部 截面 屈服 时 边缘 约束 区 的应 力达 到屈服 应力 而中间剪切区的应力达到剪切屈服应力 当屈曲约束钢板墙高宽比大于等于 1 5时 屈 曲约束钢板墙以弯曲受力为主 不存在 中间剪切区 此时屈曲约束钢板墙与边缘构件 梁 的传力可只考 虑 竖 向的正应 力 忽 略水 平 方 向 的剪 应 力 正 应 力 的分布可近似视为屈曲约束钢板墙在受弯时符合平 梁 柱 钢 板墙 截面假定 即正应力呈斜直线分布 2 边缘构件 的 内力计算方法 2 1梁和 柱 的内力 两边连接屈 曲约束钢板墙会对梁产生横向力 进而改变梁的剪力和弯矩大小及分布 同时也对梁 产 生轴 力 梁 中剪 力和 弯矩 的计算 可根据 框架 在屈 曲约束钢板墙边缘约束区合力点处作用如 图 2所示 的外力引起的剪力 弯矩与框架在其 自身分担的水 平力作用下引起的剪力 弯矩相叠加得到 应该注意 的是梁的最大弯矩控制截面可能在梁端也可能在等 效支撑点处 设计时应取两者中的较大值 当梁上 下均布置屈曲约束钢板墙时 应考虑两侧屈 曲约束 钢板墙 传递 的荷 载 图 2中 V 为结 构 的层 间剪力 为屈曲约束钢板墙分担的水平力 为框架分 担的水平力 O l 为边缘约束 区合力点所连斜对 角线 与水平 方 向 的夹 角 两边 连 接屈 曲 约束 钢板 墙 不 对 柱 直 接产 生 影 图 2 屈曲约束钢板墙边缘构件 的受力 Fi g 2 Lo a di ng o f Bou n da r y El e me n t s o f BRS PSW 响 但会通过梁把力传递给柱 进而改变柱 的轴力 剪力和弯矩大小及分布 柱中内力的计算可根据框 架在图 2所示的外力作用下引起 的轴力 剪力 弯矩 与框 架在 其 自身分 担 的水 平 力 作 用 下 引起 的 轴 力 剪力 弯矩相叠加得到 多高层结构的受力状态可 以在 图 2所示 的单 层 结 构受 力 基 础 上得 到 即每 个 层 间均在布置屈曲约束钢板墙 的跨间施加图 2所示 的外力 2 2内力 计算模 型 为便于 在结 构 设 计 软 件 中对 框 架一 两 边 连 接 屈 曲约束 钢板 墙结构 进 行 受力 分 析 图 2中的 受力 状 态可利用文献 1 2 1 提出的等效支撑模 型 图 3 代 替 图 3中 e为 等 效 支 撑 点 距 墙 边 缘 的偏 心 距 z 为框 架跨度 当屈 曲约 束钢板 墙高 宽 比小于 1 5时 取 e 0 1 h h为屈曲约束钢板墙 高度 当屈 曲约束 钢板墙高宽 比大于等于 1 5时 取 e b 6 b为屈曲 约束钢板墙宽度 当等效支撑达到屈服时 支撑传 给梁的力即对应图 2中屈曲约束钢板墙对框架的传 图 3 屈 曲约 束 钢 板 墙 等 效 支 撑 模 型 Fi g 3 Equ i v a l e n t Br a c e Mo de l o f BRS PS W 力状态 可采用该 内力计算模型对整体结构进行受 力分析 计算框架 梁 柱构件 的内力 弯矩 剪力和 轴力 2 3准确 性验 证 为验 证 所提 出的 内力 计算 模 型 的准 确 性 采用 AB AQUS 有 限元分 析软件对表 1 中的3 个框架一 两 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 7 0 建筑科 学与 工程 学报 2 0 1 5丘 1 目0 Z 皇 钟 一 0 1 Z a 二 层 顶梁 弯矩 对 比 Z 皇 R 泳 0 目 Z 一 O 暂 一0 一 1 b 二层 顶 粱剪 力对 比 1 目0 Z 一 O l c 三 层 项梁 弯 矩对 比 d 三 层 顶梁 剪 力对 比 e 二 层右 柱 弯矩 对 比 f 三 层右 柱 弯矩 对 比 图 8 三层单跨框 架一 屈曲约束钢板墙与等效支撑 内力对 比 F i g 8 C o mp a r i s o n s o f I n t e r n a l F o r c e s f o r F r a me B R S P S W a n d E q u iv a l e n t B r a c e w i t h T h r e e S t o r i e s a n d S i n g l e S p a n 目 Z 扑 一 Z R Z 躲 a 一层 顶 梁弯 矩 对 比 b 一 层顶 粱 剪力 对 比 d 二 层顶 梁 剪力 对 比 e 三层 顶 梁弯 矩对 比 吕 Z 柳 宕 Z 行 一 1 1 Z R 0 襁 一 0 c 二 层顶 粱 弯矩 对 比 f 三 层 顶 梁剪 力 对 比 g 右 侧 中柱 弯 矩对 比 h 右 侧 边柱 驾 矩对 比 图 9 三层三跨框 架一 屈 曲约束钢板墙与等效支撑 内力对 比 Fig 9 Co mpa r is o ns o f I nt e r na l Fo r c e s f o r Fr a me BRS PS W a n d Equ iv a l e nt Br a c e wit h Th r e e S t o r ie s a nd Th r e e S pa n s 约束钢板墙 的宽度和跨间的布置位置是很重要 的问 1 3 i 2和 2 3 布置位置为从梁左端 图 1 0 a 逐 题 不 同的墙宽和布置位置都会影响边缘构件的内 渐变化到梁 中心 图 1 0 b 假定不同宽度屈曲约 力和变形 为研究屈曲约束钢板墙在跨间的布置位 束钢板墙的屈服承载力相同 均为 1 0 0 0 k N 采用 置对边缘构件 梁 的内力和变形影 响规律 以如图 图 2 所示的屈曲约束钢板墙传力模型 仅考虑竖向 4 所示的单层单跨框架布置两边连接屈曲约束钢板 力分量 计算 出不 同宽度 不同布置方式的屈曲约束 墙 的结 构作 为 算 例 跨度 z 一6 m 屈 曲约束 钢板 墙 钢板墙 达 到屈服 承载力 时 所 引起 的梁 内力 和转 角 高 h 一3 m 梁截面型号为 H4 0 0 3 0 0 1 2 2 0 屈 图 1 1 结果如图 1 2所示 图 1 2中的横坐标从左 曲约束 钢板墙 宽度 分别 为框 架跨 度 的 1 5 1 4 至右为屈曲约束钢板墙布置位置从梁左端逐渐变化 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 6 期 刘文 洋 等 两边连接 屈 曲约 束钢板 墙 边缘 构件 的 受力规律 7 1 柱 柱 梁 柱 钢 板 墙 梁 a 钢 板墙 布 置在 梁 左 端 粱 柱 钢 板 墙 粱 b 钢板墙布置在梁 中心 图 l 0 屈 曲约束钢板墙 结构模型 Fig 1 0 St r uc t u r a l M o d e l o f BRSPS W 图 l l 屈 曲约束钢板墙 引起 的梁 转角示意 Fig 1 1 S c h e ma t ic o f Be am Ro t a t io n I n du c e d b y BRS PSW 到梁 中心 其 中 0表示屈 曲约束钢板墙 布置在梁左 端 图 1 0 a 1 表示屈曲约束钢板墙布置在梁中心 图 1 0 b 应该 注意的是 由于屈 曲约束钢板墙 宽度 不 同 图 1 2中 的各条 曲线 在对 应相 同横 坐标 时 并 不表 示屈 曲约 束 钢 板墙 中 心处 于 同一 个 位 置 图 1 2中的曲线仅是为 了表达屈曲约束钢板墙位置变 化过 程 中梁 内力 和变 形 的变化 规律 由图 1 2可知 1 随着屈曲约束钢板墙位置从梁端部到梁 中 心变化 梁端弯矩均呈单调变化 左端弯矩 由负值 逆时针方向 逐渐减小并过渡为正值 顺时针方 向 再增 大 各条 曲线 在 左端弯 矩 约等 于 0的位 置重合 而右端弯矩则是逐渐减小 随着屈曲约束钢板墙宽 度 的增加 梁 端弯 矩 的变化 趋 于平缓 2 随着屈曲约束钢板墙位置从梁端部 到梁 中 心变化 梁端剪力 逐渐增大 大约在屈 曲约束钢板 墙中心距梁端部约为 z 6 4 或屈 曲约束钢板墙 左边缘距梁端部为 z 一6 4 时 不 同宽度屈曲约束 钢板墙 产生的梁端剪力接近 随着屈曲约束钢板墙 宽度 的增 加 梁端 剪力 的变 化趋 于平 缓 3 随着屈曲约束钢板墙 位置从梁端部到梁 中 百 至 交 一 衙 碧一 吕 Z 静 磐 钢板 墙 位 置 a 左 端 弯矩 钢板 墙 位 置 b 右端弯矩 2 1 l 1 钢板墙位置 c 梁端剪力 O O O O 钢 板 墙 位 置 d 梁 转角 图 1 2 屈 曲约束钢板墙引起的梁 内力和变形变化 曲线 Fig 1 2 Va r ia t io n Cu r v e s of I nt e r na l Fo r c e s a n d De f o r m a t io n o f Be a m I n du c e d b y BRS PSW 心变化 梁转角逐渐减小 随着屈曲约束钢板墙宽 度 的增 加 梁转 角逐 渐减 小 并 且 变化趋 于平 缓 由 于梁的转动变形会导致屈 曲约束钢板墙也发 生转 动 从而导致屈 曲约束钢板墙 的侧移增大 即侧移刚 度减小 屈曲约束 钢板墙侧移刚度的变化规律与梁 转角的变化规律相反 综上所述 从梁端弯矩和侧移刚度的角度来看 屈曲约束钢板墙布置在梁中心 比较好 从梁端剪力 的角度来看 屈曲约束钢板墙布置在梁端部时梁端 剪力最小 当屈曲约束钢板墙宽度大于跨度 1 3时 0 O O 0 O 如 加 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 7 2 建筑科学与工程学报 2 0 1 5亟 剪力 变化趋 于平 缓 因此布 置 在 中心或 其 他 位 置也 可 以 需要 指 出的 是 当屈 曲约 束 钢板 墙 宽 度增 大 时 内力 和变 形 的变化趋 于平缓 的原 因主要 是屈 曲约 束钢板墙的布置范围变小 而且 由于等效支撑的倾 角变小 因此屈曲约束钢板墙传给梁 的竖 向力也有 所 减小 4 跨度和层 高对边缘构件受力规律 的 影响 除 了对 z 一6 m h 一3 m 的结 构进 行 分 析 研 究 外 还对 一6 r n h 一4 m 和 一9 m h 一4 I n的结构 也进行了分析 以研究跨度和层高对边缘构件受力 规律的影响 得到的 内力和变形规律见 图 1 3 1 5 从图 1 3 1 5可以看出 边缘构件的受力规律与图 1 2 基本一致 当屈曲约束钢板墙宽度与跨度的比例保 持不变时 变化层高或跨度仅影 响边缘 构件 内力和 变形 的大小 并不影 响边缘构件 随屈曲约束钢板墙 布置位置的变化规律 百 至 8 磐 百 至一 壤 静一 磐 一 钢板 墙 位置 a 1 6m h 4m 钢 板 墙 位 置 b 1 9m 4m 图 1 3 屈 曲约束钢板墙引起的梁左端弯矩变化 曲线 Fi g 1 3 Va r i a t i o n Cu r v e s of Be n di ng M o m e nt of Be a m Le f t e nd I n du c e d b y BRSPS W 5 结语 1 提 出了两边 连 接屈 曲 约束 钢 板墙 边 缘 构 件 的内力计算模 型 将 屈 曲约 束钢板 墙对边 缘构件 梁 的分布传力简化为合力点处的集中传力 利用 等效 支撑 模 型 对 所 提 出 的集 中传 力 模 型 进 行 了验 证 计 算得 到 的梁 柱 构件 内力与 屈 曲约束钢 板墙结 构 吻合得 较好 特别是 控制 截面 的 内力基 本 一致 百 至 隶 钟 臻 百 互 桁 薅 钢 板 墙位 置 a I 6m h 4 钢 板墙 位 置 b l 9m h 4m 图 1 4 屈 曲约束钢板墙引起的梁右 端弯矩变化 曲线 Fi g 1 4 Va r i a t i o n Cu r v e s o f Be n di ng Mome nt of Be a m Ri gh t e n d I nd u c e d b y BRS PSW 钢板 墙位 置 a 1 6m h 4m 铡 椒 墙 位 置 b 9m 4m 图 1 5 屈 曲约束钢板墙 引起的梁端剪力变化曲线 Fi g 1 5 Va r i a t i o n Cu r v e s o f Sh e a r i ng F o r c e o f Be am En d I nd u c e d by BRS PS W 2 屈曲约束钢板墙的布置宜使边缘构件 的内 力较小并具有较大的结构刚度 从梁端弯矩和侧移 刚度的角度来看 屈曲约束钢板墙宜布置在梁中心 此时梁端弯矩较小 结构刚度较大 从梁端剪力的 角度来 看 屈 曲约 束钢板 墙宜 布置在 梁端 部 此 时梁 端剪力最小 当屈 曲约束钢板墙宽度大 于跨度 1 3 时 剪 力变化 趋 于平缓 因此 布置在 中心 或其他 位置 3 3 3 3 3 z R襁 酱 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 6期 刘文 洋 等 两边 连接 屈 曲约束 钢板 墙 边缘构 件 的受 力规律 7 3 也 口 J 以 3 边缘构件内力 和变形 随屈 曲约束钢板墙布 置位置的变化规律主要受屈 曲约束钢板墙宽度与跨 度 比例 的影 响 当屈 曲约束 钢板 墙宽 度 和跨度 的比 例保持不变时 变化层高或跨度仅影响边缘构件 内 力和变形的大小 并不影响边缘构件 的受力和变形 规律 4 在进行框架一 两边连接屈 曲约束钢板墙结构 的设计计算时 可采用等效支撑模 型代替屈 曲约束 钢板 墙 在软件 中建模 并进 行分 析 在给 定 的承载 力 需求下 屈曲约束钢板墙的宽度宜设计成大于跨度 的 i 3 并将屈 曲约束钢板墙布置在跨度 中间 如 果屈曲约束钢板墙 的宽度 只能小 于跨度 的 i 3 则 宜 布置 在靠 近梁 端部 此 时剪 力相 对最 小 虽 然梁 端 弯矩较大 但抗弯设计 比抗剪设计容易 这一点在屈 曲约束钢板墙边缘构件为混凝土梁时尤为有益 参 考 文献 Re f e r e nc e s 1 2 3 4 5 6 TH0RBURN L J KU L AK G L M 0NTG0M E RY C J An a l y s i s o f S t e e l Pl a t e S h e a r W a l 1 S t r u c t u r a l En g i n e e r i n g R e p o r t No 1 0 7 E R 3 E d mo n t o n Un i v e r s i t y o f Al b e r t a 1 9 8 3 TI M LER P A KULAK G L Exp e r ime nt a l St ud y of S t e e 1 P l a t e S h e a r W a l l s S t r u c t u r a l E n g in e e r in g Re p o r t No 1 1 4 R E d mo n t o n Un i v e r s i t y o f Al b e r t a 1 9 83 ANs i AI S C 3 41 1 0 S e i s mi c Pr o v i s i o n s f o r S t r u c t u r a l S t e e l B u il d i n g s S C AN cs A S 1 6 0 1 Li mit S t a t e s De s i g n o f S t e e 1 S t r u c t u r e s E S P ARK H KWACK J J E0N S F r a me d S t e e l Pl a t e wa l 1 B e h a v i o r Un d e r C y c l ic L a t e r a l L o a d in g J J o u r n a l o f S t r u c t u r a l En g i n e e r in g 2 0 0 7 1 3 3 3 3 7 8 3 8 8 CHOI I R PARK H G Duc t il it y a nd Ene r gy Dis s ip a t io n Ca p a c it y o f S h e a r d o min a t e d S t e e 1 P l a t e W a l l s E J J o u r n a l o f S t r u c t u r a l E n g in e e r i n g 2 0 0 8 1 3 4 9 l 49 5 一 l 50 7 7 周 明 非加劲 与防屈曲钢板剪力墙结构设计方法研 究 D 北京 清华大学 2 0 0 9 ZHOU M ing St ud ie s on De s ign M e t ho d o f Uns t iff e ne d or Bu c kl in g r e s t r a ine d St e e l Pl a t e She a r W a l l S t r u c t u r e s D B e i j i n g T s i n g h u a Un iv e r s it y 2 0 0 9 8 孙飞飞 戴成华 高 辉 等 四边连接 组合 钢板 剪力 墙简化模型 I j 同济大学学报 自然科 学版 2 0 0 9 3 7 7 8 5 1 8 5 6 S UN Fe i f e i DAI Ch e n g h u a GAO Hu i e