预制混凝土剪力墙抗震性能试验及约束浆锚搭接极限研究

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预制混凝土结构具有标准、精确、节能、高效的建筑设计施工优点,在国家大力倡导节能减排的外部环境下,预制混凝土结构适宜在城市大量采用。预制混凝土结构核心技术问题是预制构件现场连接,预制构件的连接是否可靠是技术关键。哈尔滨工业大学通过研究与探索,自主研发约束浆锚钢筋搭接连接,解决了混凝土结构中预制构件的连接问题,并将此种钢筋搭接连接的方式用于预制混凝土剪力墙体系中,在实际工程中取得了良好的效果。自2008年至今,哈尔滨工业大学对钢筋的搭接长度和相应的构造措施进行了深入的试验和理论研究,充分考虑螺旋箍筋这种约束措施对于钢筋搭接连接的影响,将钢筋的搭接长度取为钢筋锚固长度的1.0倍。提出偏于安全的理论计算设计方法和相应的构造要求。本文是在前期研究基础上,将其结论应用于8度区、边缘受力纵筋直径较大的高层预制混凝土剪力墙结构中足尺预制剪力墙试件,取钢筋的搭接长度为钢筋锚固长度的1.0倍。制作三片预制混凝土剪力墙试件,其边缘约束纵筋的直径分别为12mm、16mm和20mm。同时制作三片现浇剪力墙试件,边缘约束纵筋的直径与预制剪力墙试件一一对应,试件尺寸、钢筋配筋皆为相同。通过六片剪力墙试件进行低周往复荷载作用下的抗震性能试验,得出约束浆锚预制剪力墙试件和与其对应的现浇剪力墙试件的退化刚度、承载能力、延性和耗能能力等指标,并进行对比。承载力方面,预制混凝土剪力墙与现浇混凝土剪力墙相比,有小幅度的提高。预制混凝土剪力墙受压区在螺旋箍筋的约束下,内部没有发生破坏,现浇混凝土剪力墙受压区混凝土完全压溃。在试验基础上,将建立钢筋搭接长度与螺旋箍筋配箍率的力学模型和关系式进行了简化,更易于在住宅产业化施工中使用。同时,将钢筋搭接连接细部试件进行有限元模拟,对比原分析试验结果与模拟结果,吻合基本良好,钢筋的搭接长度与锚固长度之比小于1.0时,连接仍然可靠,结合理论计算和有限元模拟,提出了理论钢筋最小搭接长度,为后期试验下一步减小钢筋搭接长度提供理论支撑。改进规范中对剪力墙偏压计算和混凝土剪力墙参数的设定,通过试验与有限元模拟可以此试验证明了约束浆锚钢筋搭接连接性能可靠,可应用于8度区住宅产业化的发展与应用中。
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