新型连接件在预制夹芯墙中抗拉与抗剪性能试验研究

摘要

预制混凝土夹心墙符合建筑节能和住宅产业化的要求，在中国有着广阔的应用前景。预制混凝土保温夹芯墙结构系统作为完整的预制建筑承重与围护构件，由外叶墙（维护作用）、保温层和内叶墙（承重作用）三部分组成，而连接件能够保证外叶墙体在竖向荷载作用下的稳定性，防止其失稳；传递夹心墙体内叶、外叶之间的层间剪切力、协调两者变形；承受并传递外叶墙所受的风荷载或地震作用，并保证内叶、外叶墙体的协同工作，因此，其抗拉、抗剪性能涉及到墙体的安全性和耐久性，非常有必要对其进行相关研究。本文针对一种应用于预制混凝土夹心墙体中的新型复合式连接件的抗拉性能和抗剪性能进行试验研究，获得了其抗拉及抗剪承载能力、变形能力、破坏过程和破坏形式等特性，并对该新型复合式连接件抗拉性能展开了有限元数值建模及模拟分析。本文主要研究内容如下：
　　（1）针对复合式连接件的预制夹芯混凝土墙体，进行了24个单侧受拉、24个双侧受拉的试件设计与受拉试验，得到了新型复合式连接件的抗拉承载能力、变形能力、破坏过程与模式，并了解了墙体中分布钢筋与连接件位置关系对试件极限承载与变形能力的影响。试验结果表明：连接件的平均抗拉极限承载力为12.1kN~27.3kN，破坏模式都是脆性的，主要破坏形态呈现出混凝土的锥形破坏；连接件和钢筋的位置关系对极限承载力基本没有影响，但墙体内的钢筋网可以延缓连接件从混凝土外叶墙体中拔出的过程。
　　（2）设计制作了24个单侧剪切，通过剪切试验得到了预制夹芯混凝土墙体中新型复合式连接件的剪切破坏承载力与模式。获得的试验结果为：连接件平均抗剪承载力为15.5kN~18.8kN，具有较高的安全储备，单侧剪切破坏形式为连接件的弯剪破坏。
　　（3）采用ABAQUS有限元软件对单侧抗拉试验构件进行了有限元建模分析，研究了不同强度等级混凝土、不同连接件埋置深度等条件对连接件抗拉承载力的影响，且通过模拟结果与试验结果的对比，验证了本文有限元模型的正确性。另外分析结果表明：当连接件埋置深度为30~50mm，连接件钢筋直径为4~8mm范围时，试件极限抗拉承载力与上述两者成正比。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

Chapter 1 Introduction

1.1 The source of topic, research purpose and significance

1.2 Research inside and outside of country and analysis

1.3 Main contents of research

Chapter 2 Experimental protocol of precast concrete sandwich wall connector

2.1 Introduction

2.2 Introduction of connector

2.3 Specimen design and measurement system

2.4 Conclusion

Chapter 3 Test results and analysis

3.1 Introduction

3.2 Material test

3.3 Unilateral pull-out test

3.4 Bilateral pull-out test

3.5 Unilateral shear test

3.6 Conclusion

Chapter 4 Finite Element Modeling of Tensile Specimens

4.1 Introduction

4.2 Finite element modeling

4.2 Finite element Results and parameter analysis

4.4 Conclusion

结论

Conclusions

参考文献

声明

致谢

Resume