底部现浇预制装配剪力墙抗震性能试验研究

摘要

住宅产业化是我国住宅建设的发展方向，同时预制装配整体式剪力墙结构也是适合我国住宅产业化的一种建筑结构体系。目前，装配式混凝土剪力墙一般按楼层分层预制，通过一定的连接构造将上、下层预制剪力墙板连成整体。剪力墙墙肢两端的边缘构件是其重要的受力和变形部位，边缘构件提供剪力墙主要的承载力和延性。因此，解决装配式剪力墙边缘构件的连接可靠性问题是实现装配式剪力墙整体性的关键。
　　笔者在阅读大量相关文献的基础上，为进一步简化预制装配剪力墙的水平拼接方法、提高效率和降低成本，同时为提高拼缝处的刚度和承载能力，针对现有一字形剪力墙“贯通”形拼缝连接方式进行改进，提出了一种剪力墙底部左右两侧各预留高600mm、宽500mm的后浇区，其他部分预制，通过预埋在上部墙体内的通长浇筑孔浇筑混凝土至后浇区并振捣密实，形成一种“凹”字形拼缝连接方法，主要完成工作和研究结论如下所述:
　　(1)设计并制作了2片现浇，4片底部现浇预制装配式一字形剪力墙构件，在0.1和0.2轴压比状态下分别对1片现浇、2片预制试件进行低周反复荷载试验。试验结果表明，现浇墙体的破坏集中在墙肢根部，预制墙体的破坏不仅在墙肢根部，同时底部后浇区上拼缝处混凝土表面有剥落现象，构件的延性随轴压比的升高而降低，构件的屈服荷载、极限承载能力随着轴压比的升高而增加。
　　(2)通过观察同一轴压比状态下的预制试件与现浇试件的裂缝开展、破坏过程及破坏形态，以及从滞回曲线、骨架曲线、刚度、承载力、延性以及耗能能力等方面对其抗震性能进行综合评价，试验结果表明，预制试件滞回曲线呈现丰满的反“S”形，延性系数达到抗震规范要求，具有良好的抗震耗能能力，与现浇试件相比相差不大。
　　(3)利用ABAQUS对在不同轴压比状态下的现浇试件、底部现浇预制装配剪力墙进行单调递增水平力加载模拟分析，通过考虑混凝土加载过程中的损伤，直观地再现试验过程中混凝土塑性铰的发展情况、钢筋的应力应变关系及荷载位移情况，并同试验情况进行对比分析，结果表明有限元分析结果与试验结果表现接近。
　　通过上述工作可知，预制装配式剪力墙水平拼缝转变为“凹”字形拼缝，不仅提高了部分水平拼缝的位置、加强了连接性能，同时简化了操作，节约了成本，具有新颖性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究和应用现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 本章小结

第2章 试件设计及试验方法

2．1 引言

2．2 试件设计

2．2．1 XJ1和XJ2

2．2．2 ZP1、ZP2、ZP3和ZP4

2．3 材料强度

2．3．1 钢筋强度

2．3．2 混凝土强度

2．4 加载装置、加载方案及测点布置

2．4．1 加载装置

2．4．2 加载方案

2．4．3 测点布置

第3章 0．1轴压比状态下试验过程及结果分析

3．1 试验概述

3．2 试验现象

3．2．1 XJ1加载试验现象

3．2．2 ZP1加载试验现象

3．2．3 ZP2加载试验现象

3．3 试验结果及分析

3．3．1 滞回曲线与骨架曲线

3．3．2 承载力

3．3．3 破坏形态及裂缝分布

3．3．4 等效刚度

3．3．5 延性

3．3．6 耗能能力

3．4 与基于金属波纹管浆锚连接预制一字形剪力墙的对比研究

3．4．1 基于金属波纹管浆锚连接预制装配剪力墙构件设计

3．4．2 承载力

3．4．3 等效刚度

3．4．5 延性

3．4．6 耗能能力

3．4 本章小结

第4章 0．2轴压比状态下试验过程及结果分析

4．1 试验概述

4．2 试验现象

4．2．1 XJ2加载试验现象

4．2．2 ZP3加载试验现象

4．2．3 ZP4加载试验现象

4．3 试验结果及分析

4．3．1 滞回曲线与骨架曲线

4．3．2 承载力

4．3．3 破坏形态及裂缝分布

4．3．4 等效刚度

4．3．5 延性

4．3．6 耗能能力

4．4 本章小结

第5章 预制剪力墙非线性有限元分析

5．1 模型的建立

5．1．1 混凝土损伤塑性模型理论

5．1．2 材料本构关系的选择

5．1．3 有限元模型

5．2 计算结果分析及比较

5．2．1 破坏状态

5．2．2 荷载位移曲线

5．2．3 钢筋应力

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 “凹”字形拼缝底部现浇预制装配剪力墙改进分析及展望

6．2．1 设计改进

6．2．2 有限元分析改进

6．2．3 展望

致谢

参考文献