【摘 要】
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装配式剪力墙结构在装配式建筑领域应用较为普遍,装配式结构的连接性能是决定其抗震性能的关键。目前常见的装配式剪力墙的连接方式,存在成本较高、精度较难控制、施工不便等诸多问题。中建七局与哈工大合作研发了一种装配式环筋扣合锚接剪力墙结构体系,该体系抗震性能良好,但是在工程实际应用中发现,由于施工次序及构造等原因,墙板节点处混凝土难以振捣密实,增加了施工成本,影响了工程质量和进度。为了解决这一问题,本文将
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装配式剪力墙结构在装配式建筑领域应用较为普遍,装配式结构的连接性能是决定其抗震性能的关键。目前常见的装配式剪力墙的连接方式,存在成本较高、精度较难控制、施工不便等诸多问题。中建七局与哈工大合作研发了一种装配式环筋扣合锚接剪力墙结构体系,该体系抗震性能良好,但是在工程实际应用中发现,由于施工次序及构造等原因,墙板节点处混凝土难以振捣密实,增加了施工成本,影响了工程质量和进度。为了解决这一问题,本文将环筋扣合锚接与叠合式剪力墙相结合,并在环筋扣合锚接的基础上,提出2种叠合式剪力墙的改进连接形式。为研究此类装配式剪力墙的抗震性能,本文开展了以下工作:(1)在已有研究的基础上,提出并设计了3种不同的叠合式剪力墙连接形式,分别为突出环筋连接、平口箍筋连接、环扣锚接,对应3个不同竖向连接,设计并制作了3个足尺叠合式剪力墙试件,同时设计制作了1个现浇剪力墙试件作为试验对比组。(2)完成了4个剪力墙试件的拟静力试验,从破坏形态、滞回曲线、延性及耗能能力、刚度及强度退化、墙体变形能力等方面评价各试件的抗震性能,试验结果表明:轴压比为0.05时,3种不同连接形式的叠合式剪力墙各性能指标均能满足“等同现浇”的要求;3种竖向连接设计合理,性能可靠。(3)基于Abaqus建立4个剪力墙试件的有限元模型,以试验结果为基础进行验证。对4个试件模型展开参数分析,考虑轴压比和剪力墙腹板竖向分布钢筋配筋率2个参数变化对叠合式剪力墙受力性能的影响,分析结果表明:轴压比在0.05~0.3之间变化时,突出环筋和平口箍筋连接的叠合墙承载力始终等同现浇,而环扣锚接的叠合墙在轴压比为0.3时承载力不能满足等同现浇的要求;竖向分布钢筋配筋率由0.751%下降至0.664%时,突出环筋连接和平口箍筋连接的叠合墙在承载力上仍然等同现浇,环扣锚接的叠合墙在轴压比为0.2~0.3时,承载力不能满足等同现浇的要求。(4)基于Abaqus建立墙板节点模型,该模型突出3种竖向连接的承载力,消除了边缘构件和地梁对竖向连接钢筋受力性能的影响。计算结果表明:3种不同竖向连接的叠合式墙板节点承载力和刚度均等同现浇;减小节点模型竖向分布钢筋配筋率之后,3个叠合式墙板节点模型承载力低于现浇节点约5%。对比墙体模型参数分析结果,表明边缘构件对剪力墙的承载力有较大影响。(5)为便于评估叠合式剪力墙的抗震性能,本文对叠合式剪力墙的荷载-位移曲线进行简化,并依据现有理论对其特征点进行计算,与试验结果进行对比分析,并参照相关规范,对叠合式剪力墙的斜截面抗剪承载力和接缝抗剪承载力进行计算。计算结果表明:理论计算的剪力墙峰值荷载偏于保守;斜截面抗剪承载力和接缝抗剪承载力均满足设计要求。(6)依据试验和数值模拟结果,结合相关规范,对3种竖向连接做出设计建议,仅供工程实际参考。
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