钢板剪力墙的非完全拉力场

摘要：

经典拉力场理论忽略了剪切场部分的影响, 仅对板无限薄的理想情况计算结果是准确的; 而对有厚度的实际受剪板, 采用该理论计算会普遍低估受剪板的弹性刚度和承载力并高估屈服位移, 板越厚则误差越大. 为此, 建立了非完全拉力场理论以准确描述受剪板的屈曲后应力状态, 并基于该理论得到了适用于任意厚度受剪板和防屈曲板的弹性刚度, 承载力和屈服位移的计算式, 具有很高的计算精度. 与壳单元精细模型分析结果相比, 计算所得弹性刚度的误差不大于 2.8%, 承载力的误差不大于 2.6%. 根据屈曲后压应力对弹性刚度和承载力影响程度的不同, 将受剪板分为厚板 (λ≤1,λ 为高厚比), 中厚板(1<λ<3) 和薄板 (λ≥3) 三类, 同时定量明确了经典拉力场理论对三类板的误差并给出了建议的适用范围. 基于非完全拉力场理论推导了受剪板屈曲后的应力场方程, 并提出了改进的通用拉杆模型. 参数分析表明: 对任意厚度的钢板剪力墙和防屈曲钢板剪力墙, 该模型与壳单元精细模型相比, 计算弹性刚度误差不大于 5.5%, 承载力误差不大于 2.8%.