防屈曲钢板墙屈服后刚度影响因素分析

胡大柱; 曹俊; 金元泽; 杜俊伟; 吴志平; 赵娟

doi:10.13969/j.jzgjgjz.20230825001

建筑钢结构进展 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (01) : 72 -82. DOI: 10.13969/j.jzgjgjz.20230825001

防屈曲钢板墙屈服后刚度影响因素分析

胡大柱, 曹俊, 金元泽, 杜俊伟, 吴志平, 赵娟

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摘要

金属消能构件进入屈服状态后产生阻尼，从而达到消能的作用，通常采用等效阻尼系数来度量消能的效果，而等效阻尼系数由滞回曲线形状、屈服承载力、屈服后刚度等因素决定。基于双线性滞回模型，推导了屈服后刚度比与等效阻尼系数的关系式。研究结果表明，随着屈服后刚度比的增大，等效阻尼系数减小，且减小幅度随着消能构件延性系数的增大而逐渐增大。为研究防屈曲钢板墙这种金属消能构件的屈服后刚度特征，设计了网状分布加劲肋夹板的防屈曲钢板墙试件，通过试验确定其滞回特性，并通过试验结果校核有限元模型。通过有限元分析芯板材料类型、芯板高厚比、高宽比对防屈曲钢板墙屈服后刚度的影响。分析结果表明，防屈曲钢板墙芯板材料类型、高宽比对屈服后刚度的影响较为显著。对于高宽比为1.2的试件，在变形幅值为1/100的墙高时，相较于芯板材料为Q235的钢板墙，芯板材料为LYP100和LYP160的钢板墙屈服后刚度比分别下降了80.23%和72.77%。而对于芯板材料同样为Q235钢板墙但高宽比为2.0的试件，其屈服后刚度比是高宽比为1.0试件的2倍。通过参数分析拟合得到了不同芯板材料类型的防屈曲钢板墙屈服后刚度比的计算式。