·1770· 工程科学学报，第39卷，第11期 试件HGW-2经历弹性阶段和弹塑性阶段，曲线无下 N.=btf,=nbt,f (10) 降段，加载至极限荷载后试件立即发生破坏：开裂荷 因钢板的理论屈曲应力与试验屈曲应力值较为接 载、极限荷载分别为3.6MN和20.46MN,对应的位移 近，试件钢板的计算屈曲应力可取其理论值，经计算试 分别为0.463mm和3.535mm.试件达到极限荷载时， 验试件HGW-1的钢板屈曲影响系数7为0.627 试件HGW-1相对试件HGW-2轴压承载力提高 4.2核心混凝土轴心抗压强度 13.59%,轴向变形提高2.32%.由此可见双钢板混凝 当双钢板混凝土组合剪力墙发生破坏时，钢板对 土组合剪力墙由于外围钢板使混凝土处于多轴受压状 长边和短边两个方向的混凝土形成的约束应力不同， 态，使组合剪力墙的轴压承载力提高，弹塑性变形能力 使核心混凝土处于真三轴受压状态，因此可参考文献 增强，延性性能好 3]所建议的混凝土五参数破坏准则，求得受约束的 4轴压承载力计算 混凝土的轴心抗压强度∫，其破坏准则为 0.09-0a 0.929 4.1钢板屈曲对钢板承载力的影响 T0=6.9638 (11) 、c-00 由式(4)计算得到试验试件的钢板屈曲临界应力 Iu +Fe +fe 为302N·mm2,根据试验观察现象可得钢板的屈曲应 (12) 力为311N•mm2,根据材料力学试验得到钢板的屈服 √m-f)+W-f)+-n) 强度为376N·mm2,可见钢板屈曲应力小于屈服强 (13) 3 度.当刚板由于均匀受压发生屈曲后，两侧非受载纵 边产生弯曲，使板截面中部挠度大于两端挠度，即板中 (14) Γfa 部的弯曲缩短量大于两端.因此板两端应力较大、中 部应力较小，截面应力发生重分布.板截面在中部应 (15) 力达到屈曲临界应力后不再增大，两端应力继续增加 2-f-f cos a= (16) 直到达到屈服强度，因此钢板达到极限荷载时以板边 32r 缘发生屈服作为评判标准.如图8所示，对于钢板屈 c=12.2445(cosl.5a)5+7.3319(sinl.5a)2. 曲先于屈服发生的情况，可近似认为当试件达到极限 (17) 荷载时，钢板只在两端各b。2范围内能起到有效作 其中，σT分别为八面体的正应力和剪应力，0。T。 用，此范围内钢板应力达到屈服强度人·若钢板屈曲 分别为八面体正应力、剪应力的相对值，α为偏平面 晚于钢板屈服的情况，则钢板全截面达到屈服强度，同 夹角. 时起到有效作用.σ。为钢板达到极限状态时的平均 受约束的核心混凝土轴压承载力为 应力 N。=Afe· (18) 其中，A为受约束的核心混凝土的横截面面积，经计算 得到此试验试件HGW-1的核心混凝土的轴心抗压强 度为56.32MPa 4.3数值计算 考虑双钢板混凝土组合剪力墙内外力的平衡条件 b2上 6/2 和变形协调条件，同时忽略钢板和混凝土之间滑移，因 此钢板和混凝土的纵向应变都可用外部钢板测得应变 1AN1177J4 2Z222Z☑ 表示.利用在各级加载峰值点测得的试件中部截面的 应变数值，分别根据钢材和核心混凝土的本构模型，可 图8板的有效截面 Fig.8 Effective cross-section of plate 得到两种材料在各级加载峰值点时各自分担的轴向应 力，进而叠加得到在各级加载峰值点时双钢板混凝土 b.为钢板屈曲后的有效宽度，计算公式为切 组合剪力墙的轴力.钢材采用理想的弹塑性本构模 型，核心混凝土可参考Mander等的方法采用如下 (9) 本构模型，参数r的确定可参考文献2]. 引入钢板屈曲影响系数)，以表示钢板有效宽度 (19) b与钢板实际宽度b的比值，则在有效宽度范围内钢 -1+0<e<e）. 板的受压承载力为 x=8/8oe- (20)工程科学学报，第 39 卷，第 11 期 试件 HGW--2 经历弹性阶段和弹塑性阶段，曲线无下 降段，加载至极限荷载后试件立即发生破坏; 开裂荷 载、极限荷载分别为 3. 6 MN 和 20. 46 MN，对应的位移 分别为 0. 463 mm 和 3. 535 mm． 试件达到极限荷载时， 试件 HGW--1 相 对 试 件 HGW--2 轴 压 承 载 力 提 高 13. 59% ，轴向变形提高 2. 32% ． 由此可见双钢板混凝 土组合剪力墙由于外围钢板使混凝土处于多轴受压状 态，使组合剪力墙的轴压承载力提高，弹塑性变形能力 增强，延性性能好． 4 轴压承载力计算 4. 1 钢板屈曲对钢板承载力的影响 由式( 4) 计算得到试验试件的钢板屈曲临界应力 为 302 N·mm － 2，根据试验观察现象可得钢板的屈曲应 力为 311 N·mm － 2，根据材料力学试验得到钢板的屈服 强度为 376 N·mm － 2，可见钢板屈曲应力小于屈服强 度． 当刚板由于均匀受压发生屈曲后，两侧非受载纵 边产生弯曲，使板截面中部挠度大于两端挠度，即板中 部的弯曲缩短量大于两端． 因此板两端应力较大、中 部应力较小，截面应力发生重分布． 板截面在中部应 力达到屈曲临界应力后不再增大，两端应力继续增加 直到达到屈服强度，因此钢板达到极限荷载时以板边 缘发生屈服作为评判标准． 如图 8 所示，对于钢板屈 曲先于屈服发生的情况，可近似认为当试件达到极限 荷载时，钢板只在两端各 be /2 范围内能起到有效作 用，此范围内钢板应力达到屈服强度 fy ． 若钢板屈曲 晚于钢板屈服的情况，则钢板全截面达到屈服强度，同 时起到有效作用． σu 为钢板达到极限状态时的平均 应力． 图 8 板的有效截面 Fig． 8 Effective cross-section of plate be为钢板屈曲后的有效宽度，计算公式为［7］ be b ( = 0. 675 σcr f ) y 1 /3 ． ( 9) 引入钢板屈曲影响系数 η，以表示钢板有效宽度 be与钢板实际宽度 b 的比值，则在有效宽度范围内钢 板的受压承载力为 Ns = be tsfy = ηbts fy ． ( 10) 因钢板的理论屈曲应力与试验屈曲应力值较为接 近，试件钢板的计算屈曲应力可取其理论值，经计算试 验试件 HGW--1 的钢板屈曲影响系数 η 为 0. 627． 4. 2 核心混凝土轴心抗压强度 当双钢板混凝土组合剪力墙发生破坏时，钢板对 长边和短边两个方向的混凝土形成的约束应力不同， 使核心混凝土处于真三轴受压状态，因此可参考文献 ［13］所建议的混凝土五参数破坏准则，求得受约束的 混凝土的轴心抗压强度 fcc，其破坏准则为 τ0 ( = 6. 9638 0. 09 － σ0 c － σ ) 0 0. 9297 ， ( 11) σoct = fl1 + fl2 + fcc 3 ， ( 12) τoct = ( fl1 － fl2 ) 2 + ( fl2 － fcc ) 2 + ( fcc － fl1 槡 ) 2 3 ，( 13) σ0 = σoct fck ， ( 14) τ0 = τoct fck ， ( 15) cos α = 2fl1 － fl2 － fcc 3 2槡τoct ， ( 16) c = 12. 2445 ( cos1. 5α) 1. 5 + 7. 3319 ( sin1. 5α) 2 ． ( 17) 其中，σoct、τoct分别为八面体的正应力和剪应力，σ0、τ0 分别为八面体正应力、剪应力的相对值，α 为偏平面 夹角． 受约束的核心混凝土轴压承载力为 Nc = Ac fcc ． ( 18) 其中，Ac为受约束的核心混凝土的横截面面积，经计算 得到此试验试件 HGW--1 的核心混凝土的轴心抗压强 度为 56. 32 MPa． 4. 3 数值计算 考虑双钢板混凝土组合剪力墙内外力的平衡条件 和变形协调条件，同时忽略钢板和混凝土之间滑移，因 此钢板和混凝土的纵向应变都可用外部钢板测得应变 表示． 利用在各级加载峰值点测得的试件中部截面的 应变数值，分别根据钢材和核心混凝土的本构模型，可 得到两种材料在各级加载峰值点时各自分担的轴向应 力，进而叠加得到在各级加载峰值点时双钢板混凝土 组合剪力墙的轴力． 钢材采用理想的弹塑性本构模 型，核心混凝土可参考 Mander 等［14］的方法采用如下 本构模型，参数 r 的确定可参考文献［12］． σc = fcc xr r － 1 + xr，( 0 ＜ ε ＜ εcu ) ． ( 19) x = ε /εcc ． ( 20) · 0771 ·