装配式剪力墙结构钢筋套筒连接失效下的抗震性能数值分析

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随着建筑行业的转型升级,作为建筑业发展重要方向的建筑工业化逐渐成为行业关注与研究热点,装配式混凝土结构则是建筑工业化的重要内容。由于在我国中、高层建筑尤其是建设需求量极大的住宅建筑中大量采用剪力墙结构,因此,装配式混凝土剪力墙结构成为我国当前发展重点,并形成了多种代表性的装配式混凝土剪力墙结构技术体系。目前国内针对灌浆套筒密实度的检测尚未形成较为完善的规程,所以在项目完工后很有可能存在一定的安全隐患。但是对于装配整体式混凝土剪力墙结构,目前工程中主要采用边缘构件现浇,中间部分墙体采用装配,所以中间部分墙体的钢筋套筒灌浆连接的失效对于整片剪力墙体的抗震性能影响有多大是值得研究的问题。本文采用数值模拟的方法对套筒连接失效后的装配整体式剪力墙进行模拟分析研究,主要做了以下工作:1)基于套筒连接在剪力墙中作用机理的复杂性,本文提出使用Spring单元替代套筒连接的剪力墙模型,并通过清华大学彭媛媛所做的TW2模型的模拟分析,验证了该种思路的正确性。采用ABAQUS自带的混凝土塑性损伤模型和PQ-Fiber中的带有承载力退化特性的最大点指向型双线性模型的钢筋本构建立实体单元进行模拟分析。2)类比剪力墙和地梁共节点的模型建立方法,未考虑实际情况下剪力墙和地梁的混凝土是分开浇筑而成的影响,采用Cohesive-behavior模拟剪力墙和地梁之间的接触行为。并相比于剪力墙和地梁共节点的模拟方法,对比两者方法的不同之处。3)基于Spring单元中的刚度设定,以此考虑在套筒连接失效情况下的剪力墙抗震性能。将套筒中灌浆密实度进行划分,通过设定Spring单元的连接刚度以此相对应,模拟不同连接刚度下装配式剪力墙的抗震性能。4)最终依据数值分析得出的结果发现,基于界面内聚力模型方法所得到装配式剪力墙数值模型较为合理。随着灌浆套筒不同的密实度的划分得到的剪力墙的承载力、骨架线、刚度退化的抗震性能均能满足抗震要求。
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