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摘要
为了进一步提升钢板剪力墙结构的抗侧性能和抗震能力，提出了一种新型的波折钢板墙形式，即网格强化波折钢板剪力墙．次框架将单片波折墙板分割成若干块小的内嵌墙板，次框架与内嵌墙板协同工作，并与边缘框架形成一个整体抗侧力体系．基于有限元数值分析，建立内嵌墙板分别为单片平钢板、单片波折钢板、网格强化平钢板和网格强化波折钢板的4组不同形式的模型算例，对其在往复加载下的滞回性能进行分析．对比研究了各算例的应力发展、墙板面外变形、滞回曲线和等效阻尼比等结果，并选取关键截面提取边缘框架柱的轴力、剪力和附加弯矩等内力结果进行分析比较．随后，探讨了分块墙板数量、网格数量、各部件钢材强度的变化和肋板刚度比对结构滞回性能、应力发展情况和结构承载力的影响．研究发现，次框架的设置可使钢板剪力墙的滞回曲线更加饱满，改善了单片平墙板滞回曲线的“捏缩”现象和单片波折墙板承载力的退化现象，显著提升了墙板的抗侧性能及耗能能力．大震层间位移角下网格强化波折钢板剪力墙仅发生微弱的面外变形，大幅度改善了传统单片墙板面外变形大、舒适性低的缺点．由于次框架及分块墙板的作用，网格强化钢板墙边缘框架柱的剪力分布更为均匀，由“拉力带”作用产生的边缘框架柱附加弯矩也明显下降．此外，变化关键参数分析表明，减少分块墙板数量可改善波折钢板剪力墙的抗侧承载力退化现象，而次框架网格数减少则会加剧承载力退化问题；边缘框架和次框架采用更高强度钢材使墙板的承载能力和抗震性能得到明显的提高；肋板刚度比的增大能有效提高墙板的抗侧承载效率，设计中应满足最小刚度比要求．总体来看，网格强化波折钢板剪力墙形成了多道抗震防线，合理设计能实现内嵌钢板→次框架→边缘框架的屈服顺序，有效减少了边缘框架的屈服区面积，整体上具有良好的抗侧承载力和耗能能力．
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单位北京交通大学; 建筑工程学院
