摘 要：

為了更好地提升雙鋼板混凝土組合剪力墻的抗震性能，將新型LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板替代平鋼板應(yīng)用于組合剪力墻結(jié)構(gòu)，并以混凝土強(qiáng)度（C30、C40、C50和C60）、中低剪跨比（2.0、1.5和1.0）為主要參數(shù)，設(shè)計(jì)了12組試件，其中普通鋼材試件、低屈服點(diǎn)鋼材試件各6組。利用有限元軟件建立新型LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)繪制滯回曲線和骨架曲線，對(duì)12組試件進(jìn)行承載能力和延性、剛度退化、耗能能力等抗震性能分析。結(jié)果表明：1）隨著混凝土強(qiáng)度的增大，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件承載能力提高，延性有一定降低，耗能能力基本無(wú)變化，并且在相同混凝土強(qiáng)度下，低屈服點(diǎn)鋼材延性比普通鋼材延性好；2）隨著剪跨比的減小，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件承載能力提升，延性略有下降，并且在相同剪跨比下，低屈服點(diǎn)鋼材比普通鋼材的延性最大提升70.83%。研究證明了LYP160低屈服點(diǎn)鋼材波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻的承載能力、延性、剛度退化、耗能能力相較于普通試件均有顯著提升，具有良好的抗震性能，并可為L(zhǎng)YP160低屈服點(diǎn)鋼材波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻的應(yīng)用提供理論參考。

關(guān)鍵詞：

復(fù)合結(jié)構(gòu)；波紋鋼板；組合剪力墻；LYP160低屈服點(diǎn)鋼材；抗震性能

中圖分類號(hào)：

TU398.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.7535/hbgykj.2025yx02005

Seismic performance analysis of LYP160 low-yield point corrugated double-steel concrete composite shear wall

YUAN Zhaoqing1，2， LI Yue1， LI Guoyang1， ZHANG Hao1，JI Jing1，2

（1.School of Civil Engineering and Architecture， Northeast Petroleum University，Daqing， Heilongjiang 163318， China; 2.Heilongjiang Provincial University Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation and Protection Engineering， Daqing， Heilongjiang 163318， China）

Abstract：

In order to better improve the seismic performance of the double-steel concrete composite shear wall， a new LYP160 low-yield point corrugated double-steel plate was proposed to replace the flat steel plate in the composite shear wall structure， and 12 groups of specimens were designed with concrete strength （C30， C40， C50 and C60） and medium and low shear span ratios （2.0， 1.5 and 1.0） as the main parameters， including 6 groups of ordinary steel specimens and 6 groups of low-yield steel specimens. The finite element software was used to establish a new LYP160 low-yield point corrugated double-steel plate composite shear wall structure model， and by drawing hysteretic curves and skeleton curves，" the seismic performance of 12 groups of specimens， including their bearing capacity and ductility， stiffness degradation and energy dissipation capacity was analyzed. The results show that： 1） With the increase of concrete strength， the bearing capacity of ordinary steel specimens and steel specimens with low-yield point increases， the ductility decreases to a certain extent， and the energy dissipation capacity basically does not change. Under the same concrete strength， the ductility of steel with low-yield point is better than that of ordinary steel. 2） With the decrease of the shear-span ratio， the bearing capacity of ordinary steel specimens and low-yield point steel specimens increases， and the ductility decreases slightly. Under the same shear-span ratio， the ductility of steel with low-yield point is increased by 70.83% compared with that of ordinary steel. The study proves that the bearing capacity， ductility， stiffness degradation and energy dissipation capacity of LYP160 low-yield point steel corrugated double-steel plate concrete composite shear wall are significantly improved compared with ordinary specimens， and have good seismic performance， which can provide theoretical reference for the application of LYP160 low-yield point steel corrugated double-steel plate concrete composite shear wall.

Keywords：

composite structure；corrugated steel plate；composite shear wall；LYP160 low-yield point steel；seismic performance

雙鋼板-混凝土組合剪力墻常用平鋼板作為外層鋼板，但由于平鋼板的面外抗彎剛度低，容易發(fā)生彈性屈曲變形［1-2］，影響結(jié)構(gòu)的承載力及延性［3-4］。為確保雙鋼板混凝土組合剪力墻具備良好的抗震性能，通常要求外層鋼板的屈服先于彈性屈曲發(fā)生［5-6］。由于波紋鋼板具有特殊的幾何構(gòu)造，面外抗彎剛度遠(yuǎn)大于平鋼板［7］，將波紋鋼板應(yīng)用于雙鋼板-混凝土組合剪力墻中，可增強(qiáng)外層鋼板的彈性屈曲性能，減少連接件用量及人工安裝成本，降低施工周期及工程造價(jià)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)雙波紋鋼板混凝土組合剪力墻開展了廣泛研究，如：張馮霖［8］、唐際宇［9］通過(guò)精細(xì)化的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，揭示了雙波紋鋼板混凝土組合剪力墻在多種加載模式下的破壞模式與能量耗散路徑。他們?cè)敿?xì)闡述了如何通過(guò)調(diào)整波紋形狀、鋼板厚度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等關(guān)鍵參數(shù)，來(lái)有效提升墻體的承載效率和抗震韌性。RAFIEI等［10-11］通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將自密實(shí)混凝土（self-consolidating concrete，SCC）和工程水泥基復(fù)合材料（engineered cementitious composite，ECC）作為核心混凝土材料，可以顯著提高剪力墻的抗剪承載力和延性。由于SCC具有良好的流動(dòng)性和填充能力，因此它能夠更好地與波紋鋼板協(xié)同工作，減少內(nèi)部空隙，從而提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

低屈服點(diǎn)鋼材（low yield point，LYP）包括LYP100、LYP160和LYP225，是理想的耗能材料，這些材料雖然在屈服強(qiáng)度上未超過(guò)Q235鋼材，但它們的延展性顯著高于普通鋼材，延伸率可達(dá)普通鋼材的2～3倍［12-13］。LYP100屈服強(qiáng)度相對(duì)較低，在一些對(duì)承載能力要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中的研究?jī)r(jià)值有限，而LYP225屈服強(qiáng)度較高，其性能表現(xiàn)過(guò)于“極端”。從韌性角度看，LYP160的韌性較為適中，與LYP100相比，它在承受一定沖擊載荷時(shí)不容易發(fā)生過(guò)度變形，而與LYP225相比，它又不會(huì)因?yàn)榍?qiáng)度過(guò)高而出現(xiàn)韌性急劇下降的情況，能夠更好地吸收能量，減少結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的破壞風(fēng)險(xiǎn)。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者更多地關(guān)注這類材料的應(yīng)用情況及其對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。衛(wèi)星等［14］建立低屈服點(diǎn)波紋鋼板剪力墻有限元模型（corrugated steel plate shear wall，CSPSW），研究發(fā)現(xiàn)低屈服點(diǎn)CSPSW表現(xiàn)出更優(yōu)的能量耗散能力和延性。研究成果為低屈服點(diǎn)波紋鋼板組合剪力墻的組合方式提供了新思路。

低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻充分利用了鋼材和混凝土的材料特性。雙鋼板通過(guò)連接件與混凝土緊密結(jié)合，形成一個(gè)整體的受力結(jié)構(gòu)。在承受豎向荷載和水平荷載時(shí)，鋼板主要承受拉力，混凝土主要承受壓力，這種分工協(xié)作顯著提高了剪力墻的承載能力和抗震性能。LYP160鋼材具有較低的屈服點(diǎn)和良好的塑性變形能力，展現(xiàn)出優(yōu)秀的能量耗散能力。故本文結(jié)合前人研究成果，將高性能波紋鋼板與LYP160低屈服點(diǎn)鋼材相結(jié)合，通過(guò)改變混凝土強(qiáng)度和剪跨比，開展LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能研究。

1 波紋雙鋼板組合剪力墻模型驗(yàn)證

1.1 模型的建立

依據(jù)李一康［15］的試驗(yàn)，利用ABAQUS有限元軟件建立與其相同的有限元模型W2-1，如圖1 a）所示。另制備波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚖2，試件高度為2 000 mm，寬度為1 000 mm，截面厚度為100 mm，鋼板厚度為3 mm，鋼材強(qiáng)度等級(jí)為Q235，混凝土強(qiáng)度的等級(jí)為C40，如圖1 b）所示。

為了確保波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，模擬試件的底部采用完全固定的約束方式。試件逐級(jí)緩慢施加豎向荷載至目標(biāo)值N=1 000 kN，豎向荷載施加至目標(biāo)值后，在整個(gè)水平荷載加載過(guò)程中保持恒定。水平荷載采用位移控制加載。試件在水平荷載作用下產(chǎn)生的位移與原始位置之間的夾角定義為位移角θ。試驗(yàn)前預(yù)估試件屈服時(shí)的位移角約為0.5%，因此，在試件達(dá)到該狀態(tài)前，分別以位移角為0.125%、0.250%、0.375% 3級(jí)加載，每級(jí)荷載循環(huán)1次，以探究試件彈性變形階段的表現(xiàn)；隨后分別按照位移角為0.50%、0.75%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%、3.00%進(jìn)行加載，每級(jí)荷載循環(huán)2次，以探究試件非彈性變形階段的表現(xiàn)。當(dāng)試件水平荷載下降至峰值荷載的85%，或出現(xiàn)不宜繼續(xù)加載的情況時(shí)，即停止加載并結(jié)束試驗(yàn)。

1.2 數(shù)值模擬方法的驗(yàn)證

為檢驗(yàn)數(shù)值模擬方法的有效性，在試驗(yàn)工況下對(duì)W2墻體試件進(jìn)行模擬，并將模擬所得滯回曲線和骨架曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。由于滯回曲線能夠反映出結(jié)構(gòu)在循環(huán)往復(fù)荷載作用下的耗能能力，而主要被用于分析評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗震性能。通常情況下，滯回曲線的形狀越飽滿，試件的耗能能力也就越強(qiáng)，相應(yīng)地，其抗震性能也就越好。另外，骨架曲線可以直觀地反映結(jié)構(gòu)的承載能力、剛度退化和耗能能力等重要性能，所以驗(yàn)證滯回曲線和骨架曲線可以更加確保有限元模擬試驗(yàn)的合理性和準(zhǔn)確性。

1.3 抗震性能的對(duì)比

如圖2所示，有限元模型W2-1和試驗(yàn)?zāi)Ｐ蚖2的骨架曲線大體相近，尤其是在彈性階段，有限元模型骨架曲線和試驗(yàn)?zāi)Ｐ凸羌芮€幾乎重合，初始剛度相差不大，到達(dá)屈服階段后，出現(xiàn)一定的誤差，但軌跡仍大體一致。如表1所示，有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差最大不超過(guò)6%。原因在于有限元模擬時(shí)忽略了材料本身的缺陷以及施工誤差，但兩者骨架曲線接近一致，說(shuō)明模擬效果良好。有限元模擬分析得出的滯回曲線與試驗(yàn)滯回曲線吻合度較高（如圖2所示），說(shuō)明有限元模型的建立和參數(shù)設(shè)置是合理有效的。

2 LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻模型的建立

2.1 組合剪力墻模型的基本情況

本文研究不同混凝土強(qiáng)度、中低剪跨比對(duì)低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能的影響，鋼板厚度取3 mm，軸壓比為0.2。利用有限元軟件ABAQUS建立不同混凝土強(qiáng)度和剪跨比的模型，將Q235普通鋼材波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻和LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻作為對(duì)照組，2種鋼材屈服強(qiáng)度分別為235 MPa和160 MPa。分別以混凝土強(qiáng)度為C30、C40、C50、C60，剪跨比為2.0、1.5、1.0進(jìn)行組合，選取12種波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻試件（以下簡(jiǎn)稱組合剪力墻試件）作為試驗(yàn)對(duì)象，其具體參數(shù)根據(jù)GB/T 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》［16］定義，如表2所示。實(shí)際工程中，雙鋼板混凝土組合剪力墻的構(gòu)建方式是將外圍鋼板與隔板組合成模具，再澆筑混凝土，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使鋼板與混凝土間產(chǎn)生相互作用力。為在ABAQUS軟件中精準(zhǔn)模擬該相互作用力，各表面之間設(shè)置為接觸單元，底部采用完全固定的約束方式。同時(shí)采用位移控制加載方式，將荷載施加于試件頂部，并在試件頂部設(shè)置了一個(gè)參考點(diǎn)RP1?；炷梁弯摬木捎肅3D8R單元，鋼板和混凝土法向接觸被設(shè)置為“硬接觸”模型。由于切向接觸，考慮到鋼板和混凝土之間會(huì)存在摩擦，所以采用“罰接觸”來(lái)模擬這種摩擦行為。其中摩擦系數(shù)取0.6，單元網(wǎng)格尺寸為40 mm。低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板組合剪力墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖3所示。

2.2 材料本構(gòu)的確定

2.2.1 鋼材本構(gòu)

鋼材本構(gòu)關(guān)系選用雙折線理想塑性模型［17］，如圖4所示，即屈服前是理想彈性，屈服后到極限強(qiáng)度前的硬化剛度為鋼材彈性模量的0.01。

2.2.2 混凝土本構(gòu)

混凝土本構(gòu)關(guān)系采用韓林海［18］提出的本構(gòu)模型，具體混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變表達(dá)式如式（1）所示：

y=2x-x2，x≤1，xβx-1η+x，xgt;1。

（1）

其中：x=εε0;y=σσ0；

ε0=εc+1 330+760fc24-1×ξ0.2×10-6；

εc=1 300+12.5fc×10-6；

η=1.6+1.5x；

ξ=αfyfc；α=AsAc；

β=f0.1c1.35 1+ξ，ξ≤3，f0.1c1.35 1+ξξ-22，ξgt;3。

式中：fy為屈服應(yīng)力；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度；As為鋼材截面面積；Ac為混凝土截面面積；σ為應(yīng)力；α為鋼管混凝土截面；ξ為約束效應(yīng)系數(shù)；ε0為對(duì)應(yīng)于峰值應(yīng)力的應(yīng)變；εc混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的應(yīng)變；ε為應(yīng)變；x表示為應(yīng)變值；y表示為應(yīng)力值；σ0為混凝土的峰值應(yīng)力；η代表一個(gè)與約束效應(yīng)系數(shù)ξ有關(guān)的函數(shù)，用于調(diào)整核心混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系；β為代表與約束效應(yīng)系數(shù)ξ有關(guān)的參數(shù)，用于描述核心混凝土的塑性性能。

混凝土受拉應(yīng)力應(yīng)變表達(dá)式如式（2）所示。

y=1.2-0.2x6，x≤1，x0.31f2tx-11.7+x，xgt;1，

（2）

其中：ft=0.26×f23cu；

ε0=43.1×ft×10-6。

式中：ft為混凝土的抗拉強(qiáng)度；fcu為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

針對(duì)表2中12種試件，利用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行數(shù)值模擬，分為2個(gè)分析步驟：施加豎向荷載、循環(huán)往復(fù)的水平位移。組合剪力墻試件的有限元模型如圖5所示。

3 結(jié)果與分析

3.1 混凝土強(qiáng)度對(duì)抗震性能的影響分析

3.1.1 滯回曲線分析

圖6給出了不同混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度試件的水平荷載-水平位移滯回曲線對(duì)比。隨著混凝土強(qiáng)度的增大，試件S1、S2、S3、S5、S6、S7的峰值荷載分別為571.45、591.09、618.68、494.77、531.27、548.78 kN。試件在屈服后進(jìn)入彈塑性階段，滯回環(huán)呈梭形且逐漸飽滿，表明其具有較強(qiáng)的耗能能力和一定的彈性恢復(fù)能力。達(dá)到峰值荷載后，盡管荷載開始下降，但滯回環(huán)仍保持飽滿，說(shuō)明試件的剛度退化相對(duì)較慢，且殘余變形逐漸增大。相同混凝土強(qiáng)度下，相對(duì)于普通鋼材對(duì)照組試件，低屈服點(diǎn)鋼材試件滯回環(huán)面積明顯擴(kuò)大，滯回環(huán)更加飽滿，耗能能力更加優(yōu)異。

3.1.2 骨架曲線分析

圖7為不同混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度試件的骨架曲線對(duì)比。

在彈性階段S1—S8的骨架曲線比較接近，上升斜率相似，曲線基本吻合；在進(jìn)入塑性階段以后，對(duì)于不同強(qiáng)度的鋼材試件，隨著混凝土強(qiáng)度的增大，其峰值荷載均有所提高，最高達(dá)到了632.19 kN，等級(jí)為C60的混凝土比等級(jí)為C30的混凝土峰值荷載高出10.63%，說(shuō)明混凝土強(qiáng)度對(duì)改善試件承載能力有一定作用。相同混凝土強(qiáng)度下，低屈服點(diǎn)鋼材試件比普通鋼材試件先發(fā)生屈服，但曲線下降速率明顯小于普通鋼材試件，且極限位移更大，說(shuō)明低屈服點(diǎn)鋼材試件延性更好。

3.1.3 承載能力和延性分析

不同混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度下試件的承載能力

的有限元分析結(jié)果如表3所示。由表

可知，隨著混凝土強(qiáng)度的增加，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的屈服荷載和峰值荷載均有一定提高，延性有一定降低，剛度有一定提升，耗能能力基本上沒有變化。普通鋼材試件屈服荷載最高提升了14.68%，峰值荷載最高提升了10.63%，延性最大降低了15.32%；低屈服點(diǎn)鋼材試件屈服荷載最高提升了13.66%，峰值荷載最高提升了12.01%，延性最大降低了25.52%。由此可以看出，增大混凝土強(qiáng)度可以增大結(jié)構(gòu)的承載能力，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)延性的降低，尤其是對(duì)于低屈服點(diǎn)鋼材試件而言，這種影響更為明顯。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮承載能力和延性之間的平衡，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和適用性。

3.1.4 剛度退化分析

不同混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度下試件的剛度退化曲線對(duì)比如圖8所示。

由圖可知，隨著混凝土強(qiáng)度的增加，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的初始剛度分別最大提升了7.19%和9.11%。相同混凝土強(qiáng)度下，低屈服點(diǎn)鋼材初始剛度較低，初始階段下降斜率大，之后下降的斜率變小，最后剛度與普通鋼材試件剛度大體一致，這是由于低屈服點(diǎn)鋼材因其高延伸率和良好的延性，在屈曲后仍能發(fā)揮作用，有效延緩結(jié)構(gòu)剛度的下降。同時(shí)，低屈服點(diǎn)鋼材在循環(huán)加載下表現(xiàn)出較低的剛度退化速率，且其性能受混凝土強(qiáng)度變化的影響較小。

3.1.5 耗能能力分析

不同混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度下試件的累計(jì)耗能曲線對(duì)比如圖9所示。由圖可知，改變混凝土強(qiáng)度對(duì)普通鋼材和低屈服點(diǎn)鋼材試件的耗能能力均影響

不大。相同混凝土強(qiáng)度下，低屈服點(diǎn)鋼材的累計(jì)

耗能最高超出普通鋼材試件10.38%，說(shuō)明低屈服點(diǎn)鋼材有著優(yōu)異的耗能能力，這種特性使得低屈服點(diǎn)鋼材在地震等動(dòng)態(tài)荷載作用下，能夠有效地耗散能量，減少結(jié)構(gòu)的損傷，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3.2 剪跨比對(duì)抗震性能影響分析

3.2.1 滯回曲線分析

圖10為不同鋼材強(qiáng)度試件在不同剪跨比（2.0、1.5、1.0）下的水平荷載-水平位移滯回曲線對(duì)比結(jié)果。隨著剪跨比的減小，試件S1、S5、S9、S10、S11、S12的峰值荷載分別為571.45、494.77、716.57、944.50、647.38、853.70 kN，表明隨著剪跨比的減小，試件的峰值荷載大幅度提升，承載能力提高，但到達(dá)峰值荷載后滯回曲線下降速率變大，極限位移減小。此外，低屈服點(diǎn)鋼材試件在不同剪跨比下的滯回曲線表現(xiàn)出較好的飽滿度，說(shuō)明其在循環(huán)荷載作用下具有良好的能量耗散能力，這為提高結(jié)構(gòu)的抗震性能提供了有力支持。

3.2.2 骨架曲線分析

圖11為不同鋼材強(qiáng)度試件在不同剪跨比下的骨架曲線對(duì)比結(jié)果。由圖可知，在彈性階段，各試件的骨架曲線差異不大，剪跨比越小，相同位移下荷載越大；進(jìn)入塑性階段，隨著剪跨比減小，S10試件峰值荷載最大提高了72.54%，但峰值荷載下降速率變大，極限位移減小，說(shuō)明剪跨比越小，試件承載能力越強(qiáng)，但強(qiáng)度退化速度加快，此時(shí)鋼板與混凝土出現(xiàn)黏結(jié)破壞，損傷開始累計(jì)；當(dāng)鋼板完全屈服時(shí)，骨架曲線達(dá)到峰值點(diǎn)；最后曲線進(jìn)入下降階段，當(dāng)混凝土受損嚴(yán)重、鋼板鼓曲時(shí)，試件發(fā)生破壞。

3.2.3 承載能力和延性分析

不同鋼材強(qiáng)度試件在不同剪跨比下的承載能力如表4。由表可知，隨著剪跨比的減小，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的屈服荷載、峰值荷載和剛度均有大幅度提高，耗能能力有一定提升，延性略有下降，幾乎可以忽略不計(jì)。其中：普通鋼材試件屈服荷載最高提升了62.67%，峰值荷載最高提升了65.28%，延性最大降低了2.89%；低屈服點(diǎn)鋼材試件屈服荷載最高提升了78.58%，峰值荷載最高提升了72.54%，延性最大降低了1.03%；在剪跨比相同的條件下，低屈服點(diǎn)鋼材比普通鋼材延性最大提升70.83%。由此可以看出，隨著剪跨比的減小，試件的承載能力大幅度提升，同時(shí)，減小剪跨比對(duì)延性有一定影響，但對(duì)于低屈服點(diǎn)鋼材試件而言，這種影響非常小，幾乎可以忽略不計(jì)。

3.2.4 剛度退化分析

不同鋼材強(qiáng)度試件在不同剪跨比下的剛度退化曲線如圖12所示。

由圖12可知，隨著剪跨比減小，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的剛度都有提升，但最終破壞狀態(tài)時(shí)不同剪跨比試件的抗側(cè)剛度相比初始階段更小，說(shuō)明小剪跨比試件的剛度退化速率大于大剪跨比試件，這是因?yàn)樾〖艨绫仍嚰艹惺芨蟮募袅?，而?nèi)部混凝土受損導(dǎo)致試件剛度退化更快。剪跨比相同時(shí)，低屈服點(diǎn)鋼材試件剛度退化比普通鋼材試件最大提高了59.37%。低屈服點(diǎn)鋼材試件在小剪跨比條件下的抗震性能表現(xiàn)更為優(yōu)越，這為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性和安全性。

3.2.5 耗能能力分析

不同鋼材強(qiáng)度試件在不同剪跨比下的累計(jì)耗能曲線如圖13所示。

由圖可知，相同剪跨比下，低屈服點(diǎn)鋼材的累計(jì)耗能最高超出普通鋼材試件85.01%，隨著剪跨比減小，2種鋼材試件在初始階段的累計(jì)耗能均有小幅度提升，這是由于初始階段水平位移較小，滯回環(huán)面積較小，不同剪跨比之間的差距較小；之后隨著水平位移的增大，滯回環(huán)面積逐漸變大，累計(jì)耗能差距逐漸變大，說(shuō)明隨著剪跨比的減小，試件耗能能力逐漸提高，這進(jìn)一步證實(shí)了低屈服點(diǎn)鋼材在小剪跨比條件下的抗震性能優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種新型LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)，并通過(guò)ABAQUS有限元軟件建立了相關(guān)模型，通過(guò)數(shù)值模擬與普通鋼材的抗震性能進(jìn)行對(duì)比分析，得到如下結(jié)論。

1）隨著混凝土強(qiáng)度的增大，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的屈服荷載和峰值荷載均有一定提高，延性有一定降低，剛度有一定提升，耗能能力基本上沒有變化。普通鋼材試件屈服荷載最高提升了14.68%，峰值荷載最高提升了10.63%，延性最大降低了15.32%；低屈服點(diǎn)鋼材試件屈服荷載最高提升了13.66%，峰值荷載最高提升了12.01%，延性最大降低了25.52%。普通鋼材試件承載能力受混凝土強(qiáng)度的影響更大，低屈服點(diǎn)鋼材延性、剛度受混凝土強(qiáng)度變化的影響更大。

2）隨著剪跨比的減小，普通鋼材試件和低屈服點(diǎn)鋼材試件的屈服荷載、峰值荷載和剛度均有大幅度提高，耗能能力有一定提升，延性略有下降，幾乎可以忽略不計(jì)。普通鋼材試件屈服荷載最高提升了62.67%，峰值荷載最高提升了65.28%，延性最大降低了2.89%；低屈服點(diǎn)鋼材試件屈服荷載最高提升了78.58%，峰值荷載最高提升了72.54%，延性最大降低了1.03%。普通鋼材試件剛度受剪跨比的影響更大，低屈服點(diǎn)鋼材承載能力和耗能能力受剪跨比變化的影響更大。

3）LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板組合剪力墻在小剪跨比條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的抗震性能，尤其在耗能能力方面表現(xiàn)出色，因此其在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。

本文主要分析了混凝土強(qiáng)度和剪跨比2個(gè)主要參數(shù)對(duì)LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板組合剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，今后會(huì)繼續(xù)對(duì)軸壓比、高厚比、鋼板強(qiáng)度等參數(shù)的影響開展試驗(yàn)研究和理論分析。

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收稿日期：2024-07-08;修回日期：2024-11-30；責(zé)任編輯：王海云

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然科學(xué)基金聯(lián)合引導(dǎo)項(xiàng)目（ LH2020E018）

第一作者簡(jiǎn)介：

袁朝慶（1970—），男，黑龍江依安人，教授，博士，主要從事工程結(jié)構(gòu)抗震方面的研究。E-mail：646231773@qq.com

袁朝慶，李月，李國(guó)洋，等.

LYP160低屈服點(diǎn)波紋雙鋼板混凝土組合剪力墻抗震性能分析

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YUAN Zhaoqing，LI Yue，LI Guoyang，et al.

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