带水平拼缝的装配整体式双面叠合剪力墙抗震性能研究

摘要

随着社会经济的不断发展，传统依赖现浇混凝土施工的建筑业正面临着越来越多的挑战。劳动力需求大，环境污染严重等不利因素促使建筑业进行改革，建筑工业化是我国建筑业发展的大趋势。我国的高层住宅基本采用剪力墙结构，双面叠合剪力墙这种结构形式具有工业化程度较高、建造速度快、环境污染小等诸多优点，然而双面叠合剪力墙在国外大多被用在建造多层建筑，且基本没有考虑双面叠合剪力墙的抗震问题。为了在我国大范围的推广双面叠合剪力墙这种新型结构体系，研究其抗震性能是一个很重要的内容。 本文为研究双面叠合剪力墙的抗震性能，对现浇剪力墙试件和双面叠合剪力墙试件进行低周反复荷载试验。与现浇剪力墙对比，分析了双面叠合剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性、刚度退化、耗能能力和层间位移角等抗震性能指标。在试验研究的基础上，用ABAQUS有限元软件对剪力墙进行了有限元数值模拟，将模拟的计算结果与试验结果进行对比。主要得到了以下结论： （1）双面叠合剪力墙试件和现浇剪力墙试件都发生弯剪破坏，与现浇剪力墙角部全截面压碎相比，双面叠合剪力墙角部后浇层混凝土先压碎，两侧预制板混凝土后压碎。 （2）双面叠合剪力墙试件的最大承载力是现浇剪力墙试件的75%左右，双面叠合剪力墙的延性系数为5.20，现浇剪力墙的延性系数为4.66，双面叠合剪力墙屈服后的变形能力比现浇剪力墙要好。 （3）在混凝土开裂之前，双面叠合剪力墙的刚度要比现浇剪力墙大，待混凝土开裂之后，双面叠合剪力墙刚度退化比现浇剪力墙快。 （4）相同位移时，双面叠合剪力墙试件的耗能能力比现浇剪力墙要好，但双面叠合剪力墙由于较早破坏，相比现浇剪力墙，其耗能总量相对较少。 （5）在开裂荷载时，双面叠合剪力墙层间位移角比现浇剪力墙大，在屈服荷载、峰值荷载、破坏荷载时层间位移角较现浇剪力墙小。 （6）有限元模拟双面叠合剪力墙得到的骨架曲线与试验骨架曲线吻合较好，能模拟双面叠合剪力墙底部后浇层混凝土先压碎，两侧预制板混凝土后压碎的试验现象，有限元模型具有一定的可靠性，可以用来模拟双面叠合剪力墙在低周反复荷载下的受力性能。 （7）增加竖向连接钢筋的搭接长度和直径能一定程度提高双面叠合剪力墙的承载能力。在进行双面叠合剪力墙设计的时候，可适当增强竖向钢筋的连接。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1研究背景

1.1.2 研究意义

1.2装配式混凝土结构国内外发展概况

1.2.1装配式混凝土结构国外发展概况

1.2.2装配式混凝土结构国内发展概况

1.3装配式剪力墙结构连接技术国内外研究现状

1.3.1装配式剪力墙结构连接技术国外研究现状

1.3.2装配式剪力墙结构连接技术国内研究现状

1.4双面叠合剪力墙国内外研究现状

1.4.1双面叠合剪力墙简介

1.4.2双面叠合剪力墙国外研究现状

1.4.3双面叠合剪力墙国内研究现状

1.5本文的研究内容

第2章 双面叠合剪力墙抗震性能试验方案

2.1试验目的

2.2试件设计

2.3试件制作

2.4原材料力学性能

2.4.1混凝土材料性能试验

2.4.2钢筋材料性能试验

2.5加载方案及数据采集

2.5.1加载装置

2.5.2加载方案

2.5.3测点布置

2.5.4数据采集

2.6本章小结

第3章 双面叠合剪力墙抗震性能试验结果及分析

3.1剪力墙破坏特征及形态

3.1.1 XQB-1破坏过程及现象

3.1.2 YQB-1破坏过程及现象

3.1.3剪力墙破坏形态

3.2滞回曲线分析

3.3骨架曲线分析

3.4承载力和延性分析

3.5刚度退化

3.6耗能能力

3.7位移数据分析

3.7.1层间位移角

3.7.2水平位移

3.7.3水平剪切滑移

3.7.3开口位移

3.7.3剪切变形计算

3.8钢筋应变分析

3.9本章小结

第4章 双面叠合剪力墙有限元分析

4.1有限单元法和ABAQUS介绍

4.1.1有限单元法的起源与发展

4.1.2有限单元法原理

4.1.3 ABAQUS介绍

4.2 ABAQUS实体模型

4.2.1材料本构关系

4.2.2单元选择与边界条件定义

4.2.3加载制度

4.3 计算结果分析

4.3.1滞回曲线与骨架曲线

4.3.2 破坏模式

4.4参数分析

4.4.1钢筋搭接长度

4.4.2竖向连接钢筋直径

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文