[发明专利]圆弧形切口非加劲钢板剪力墙的模拟方法

摘要

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FpH、在水平荷载和竖向荷载作用下内嵌钢板抗侧承载力FpHV，绘制ζ与框架梁挠度ω关系曲线，绘制FpH与层间位移角θ关系曲线，绘制FpHV与θ的关系曲线；根据弹性抗侧承载力FpH与FpHV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。

主权项

一种圆弧形切口非加劲钢板剪力墙的模拟算法，其特征在于，包括：第一步、假定由框架柱、框架梁构成的主体结构规格参数，确定内嵌钢板的跨度、高度和厚度，所述内嵌钢板与框架柱和框架梁相连接，内嵌钢板水平向侧边开设圆弧形切口，圆弧形切口的弧长为水平向，弧高为竖向，所述圆弧形切口位于内嵌钢板水平向侧边的中部；第二步、以圆弧形切口的弧长和弧高为参数变量，设计多个尺寸不同的圆弧形切口非加劲钢板剪力墙试件；第三步、在有限元软件中建立非加劲钢板剪力墙试件模型；第四步、在钢板剪力墙顶部框架梁上翼缘施加竖向线荷载q，由公式(1)～(3)计算q，分析得出各非加劲钢板剪力墙试件及其内嵌钢板承担的竖向荷载，然后计算非加劲钢板剪力墙试件内嵌钢板承担的竖向荷载比例ζ；σmax＝Mmax/Wz≤[σ]   (1)Mmax＝ql2/8   (2)Wz＝Iz/ymax   (3)公式(1)～(3)中：[σ]为材料的许用应力，Mmax为框架梁的最大弯矩，σmax为框架梁上的最大正应力，Wz为弯曲截面系数，q为竖向线荷载，l为框架梁的跨度，Iz为截面惯性系数，ymax为框架梁横截面上距离中性轴最远应力点的纵坐标；第五步、采用与步骤四相同的方法，对在竖向荷载和水平位移荷载作用下的非加劲钢板剪力墙试件进行有限元数值模拟，水平位移Δ根据钢板剪力墙的层间位移角θ逐级施加，层间位移角θ＝Δ/h，h为加载点到柱底的距离，分析得出非加劲钢板剪力墙试件内嵌钢板的抗侧承载力FpHV，绘制FpHV与层间位移角θ的关系曲线；根据圆弧切口非加劲钢板剪力墙试件内嵌钢板的弹性抗侧承载力和常规钢板剪力墙试件内嵌钢板的弹性抗侧承载力，计算开设圆弧切口引起的内嵌钢板弹性抗侧承载力折减率ω；第六步、采用与步骤四和步骤四五相同的方法对在水平位移荷载作用下非加劲钢板剪力墙试件进行有限元数值模拟，分析得出非加劲钢板剪力墙试件的抗侧承载力FpH；根据步骤五得出的弹性抗侧承载力FpHV和本步骤得出的弹性抗侧承载力FpH，计算竖向荷载引起的非加劲钢板剪力墙试件内嵌钢板弹性抗侧承载力折减率ψ；第七步、分析得出所述圆弧形切口弧长与内嵌钢板跨度的比值范围以及圆弧形切口弧高的取值范围。