集束连接装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

摘要

随着国家倡导的可持续发展和绿色建筑节能减排政策的推广，建筑行业逐步向工业化转型。预制装配混凝土结构有利于促进中国的建筑工业化和住宅产业化，是未来建筑的发展方向。剪力墙结构广泛应用于中国中高层住宅建筑，装配整体式剪力墙结构是适合中国国情的住宅产业化建筑体系。 本文研究了竖向钢筋集束连接的装配整体式剪力墙的抗震性能，在广泛阅读分析国内外相关文献的基础上，设计并完成了8榀剪力墙试件的低周反复荷载试验，基于试验结果，辅以ABAQUS数值模拟对此种集束连接剪力墙的抗震性能进行了研究。论文的主要内容及成果如下： （1）完成8榀剪力墙试件的拟静力试验，4榀短肢剪力墙，4榀普通剪力墙，其中短肢剪力墙与普通剪力墙各有1榀现浇对比试件，其余6榀都是采用集束连接的预制剪力墙试件。通过低周反复荷载试验，从滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度、耗能能力、延性能力六个方面评估了预制剪力墙的抗震性能，并与现浇试件作了对比。 （2）竖向钢筋采用集束连接的预制剪力墙在两侧预留孔顶高度处附加钢筋推迟了剪力墙截面刚度变化处主裂缝的发展，减小了裂缝宽度，但不能改变最终裂缝发展形态。竖向钢筋采用集束连接的预制短肢剪力墙与普通剪力墙预埋波纹管提高了剪力墙的开裂刚度，开裂晚，减小了剪力墙截面刚度变化处裂缝宽度。去除预留孔道的金属波纹管对承载力影响不大，耗能能力和延性略有提升。 （3）在灌浆孔内部竖向钢筋不同高度部位上布置应变片，分析了低周反复荷载下竖向钢筋应力应变状况，得出预制剪力墙竖向钢筋在往复荷载作用下能有效地传力，灌浆孔内受拉侧与受压侧竖向插筋与水泥基灌浆料连接可靠，钢筋未发生滑移，保证了预制剪力墙连接部位的整体性与传力的连续性。 （4）利用大型通用有限元软件ABAQUS分别对预制短肢剪力墙试件与预制普通剪力墙试件进行了单向水平位移加载作用下的非线性分析，基于剪力墙加载全过程塑性受拉与受压损伤云图，对比试验与模型的裂缝开展情况，验证了有限元计算结果与低周反复荷载试验结果的吻合性；通过对比不同轴压比下剪力墙ABAQUS非线性模拟计算结果，研究轴压比对剪力墙试件屈服强度、水平承载力的影响。 上述试验研究与理论分析工作表明：集束连接下预制装配剪力墙与现浇剪力墙的力学性能和抗震能力基本一致，经过合理的设计及良好的施工，此种集束连接方式预制剪力墙的抗震性能可满足预期要求，连接方式安全可靠，可在工程中推广应用。 本文最后对所研究内容及成果进行了总结，并指出了之后需要进一步研究的方向。

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