水平拼缝部位采用强连接的叠合板式剪力墙抗震性能研究

摘要

本文所要研究的叠合板式剪力墙结构作为一种新型绿色建筑结构体系从德国引进,其叠合墙板的预制部分由两侧的预制板及起连接作用的格构钢筋组成,吊装就位后现场浇筑预制板之间的核心区混凝土,形成叠合式受力构件。这种结构属于半装配式钢筋混凝土剪力墙结构,它与传统的全装配式剪力墙结构(大板结构)相比,整体性能更好,对现场安装精度的要求较低,因此是一种较适合我国目前国情的住宅建筑结构体系。　　在课题组前期进行的叠合板式剪力墙抗震性能试验中发现,叠合墙板之间以及叠合墙板与基础之间的水平拼缝部位是这种结构在承受水平地震作用时的薄弱部位,反复荷载作用下连接拼缝张开并贯通成为主裂缝,钢筋和混凝土的塑性变形集中在拼缝附近,试验变形较大时部分受拉钢筋甚至被拉断,结构变形能力和延性较差。在此情况下,本文针对叠合板式剪力墙结构水平拼缝部位进行改进,采用强连接的形式。　　论文首先基于能力设计原理,设计了两个水平拼缝部位采用强连接的叠合板式剪力墙试件,并对其进行了低周反复加载试验。两个试件截面尺寸、材料强度、叠合墙板内配筋面积均相同,仅基础插筋面积有所区别。试验结果表明:基础插筋面积充足的试件W-2,可以实现“强连接”的设计目的,剪力墙的塑性部位由水平拼缝上移至墙板内部,从而使其受力性能更接近现浇钢筋混凝土剪力墙结构;尽管试件W-1的基础插筋面积略显不足,但也使得塑性变形首先出现在剪力墙内部,基础顶部截面塑性开展程度较小,因此其受力性能也接近现浇混凝土剪力墙。两个试件试验的水平荷载-位移滞回曲线均比较饱满,前期呈梭形而后期呈反S形,说明两个试件在实验过程中均出现了较大的剪切变形。　　在试验研究的基础上采用有限元软件ANSYS对两个试件分别进行了单调加载和循环往复加载分析,结果表明:分析得到荷载-位移骨架曲线和滞回曲线与试验吻合较好,试件受力过程中的几个关键点对应的荷载和位移值均与试验结果相差不大,且分析得到的试件受力过程和破坏情况与试验结果基本一致,表明有限元分析具有较高的精度,论文采用的分析模型可以用于这类结构的数值模拟分析。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外预制混凝土剪力墙结构的研究和发展

1.3 本文主要研究内容

第二章 采用强连接叠合墙板式剪力墙的试件设计及试验

2.1 试件设计

2.2 试件制作过程

2.3 试件材料性能

2.4 试验设备

2.5 试验方案

2.6 结论

第三章 采用强连接叠合板式剪力墙抗震性能试验结果及分析

3.1 受力过程与破坏形态

3.2 试验结果分析

3.3 结论

第四章 采用强连接叠合板式剪力墙的有限元分析

4.1 有限元分析模型

4.2 分析结果

4.3 结论

第五章 结论与展望

5.1 总结

5.2 需要继续研究的问题

参考文献