[发明专利]圆弧形切口非加劲钢板剪力墙的模拟方法

说明书

圆弧形切口非加劲钢板剪力墙的模拟算法，包括以下步骤：设计多个尺寸不同的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙试件；在有限元软件中建立试件模型；分析得出钢板剪力墙试件在竖向荷载作用下其内嵌钢板承担的竖向荷载比例ζ、在水平荷载作用下内嵌钢板抗侧承载力F_pH、在水平荷载和竖向荷载作用下内嵌钢板抗侧承载力F_pHV，绘制ζ与框架梁挠度ω关系曲线，绘制F_pH与层间位移角θ关系曲线，绘制F_pHV与θ的关系曲线；根据弹性抗侧承载力F_pH与F_pHV计算内嵌钢板在竖向荷载作用下的弹性抗侧承载力折减率ψ；得出圆弧形切口弧长与其跨度的比值范围、弧高的取值范围。本发明能有效减弱竖向荷载对内嵌钢板抗侧承载力的不利影响。

技术领域

本发明涉及一种钢板剪力墙，属于建设工程技术领域，尤其涉及一种圆弧形切口非加劲钢板剪力墙的模拟方法。

背景技术

钢板剪力墙是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力构件，根据构造形式不同可以将钢板剪力墙分为五类：非加劲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、防屈曲钢板剪力墙、钢板组合剪力墙以及开缝钢板剪力墙。相比于钢筋混凝土剪力墙，钢板剪力墙的尺寸小、自重轻、增加房屋的使用面积、降低基础造价、经济效益好，同时其还具有抗侧刚度大、抗剪承载力高、延性好以及耗能能力强的特点，因此，钢板剪力墙成为最具有发展前景的高层抗侧力体系之一。

现行的JGJ/T380-2015《钢板剪力墙技术规程》中规定：钢板剪力墙宜按不承受竖向荷载设计计算，并应采用相应的构造和施工措施来实现计算假定。竖向荷载会使非加劲钢板剪力墙的内嵌钢板产生鼓曲，这对非加劲钢板剪力墙的抗侧能力、抗侧刚度以及耗能能力均会产生不利影响。为了实现钢板剪力墙不承受竖向荷载的计算假定，工程实践中的通常做法是先施工主体框架，待主体封顶且主要恒载均已施加完毕之后，再进行内嵌钢板的安装，该种做法存在以下几个问题，一是，会延长施工周期；二是，在风荷载作用下，没有钢板剪力墙提供抗侧力会导致建筑结构变形过大；三是，装修层等附加恒载以及使用荷载均是在内嵌钢板安装后施加的，竖向荷载仍会传递到钢板剪力墙上。另一种方法是将内嵌钢板的安装滞后于主体框架数层，与上一种方法相比，该种做法施工周期短，且在施工过程中，结构具有一定的抗侧刚度，但根本的问题是非加劲钢板剪力墙仍不可避免的承担部分竖向荷载。

根据现有技术要求，钢板剪力墙不宜承受除自重以外的竖向载荷，这在实际的设计、施工和使用中是很难保证的，因此，避免钢板剪力墙受竖向载荷的不利影响一直是建筑领域的难题。

如中国专利(授权公告号CN 105756227 A)公开了“一种多层斜向开槽的自防屈曲钢板剪力墙及其制作方法”，包括多层斜向开槽的钢板剪力墙，斜向槽的槽孔将钢板剪力墙分隔成数条斜向板带，同一层钢板剪力墙的斜向槽的开槽方向相同，相邻两层钢板剪力墙的斜向槽方向相反；相邻两层钢板剪力墙之间通过阻尼橡胶粘结；多层钢板剪力墙的四周连接边缘框架；在往复水平地震荷载作用下，相同方向的斜向板带分别处于单向受拉或单向受压的状态，利用某层受拉的斜向板带的张力刚度，对另外层受压的斜向板带提供平面外的支撑，实现自防屈曲。该钢板剪力墙主要用于解决高层建筑在水平荷载下的侧向变形问题，增强多高层建筑在地震荷载下的耗能能力，而对于避免竖向荷载对剪力墙的不利影响未有涉及，另外，其制作及安装方法均较为复杂，不利于降低成本和提高施工效率。