装配式环筋扣合连接性能及剪力墙结构抗震性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongli2511
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建筑工业化是建筑产业现代化转型升级的必由之路,预制装配式剪力墙结构体系作为中高层建筑的首选结构体系,在建筑工业化发展中得到大力推广。装配式环筋扣合连接混凝土剪力墙结构体系由于连接构造简单、施工方便,得到了建筑业界的广泛关注,但针对该结构体系的设计理论仍不成熟,特别是这种新型连接的受力机理以及体系整体的抗震性能,仍需开展深入的研究工作。为此,本文针对装配式环筋扣合连接混凝土剪力墙结构体系设计关键问题开展系列研究工作,通过试验研究和理论分析,研究连接环筋的锚固性能、结构构件及结构体系的抗震性能,并揭示连接的受力机理,提出环筋扣合连接设计方法、剪力墙特征承载力及位移计算方法、结构体系计算分析方法。本论文主要完成了以下研究工作:(1)环筋扣合连接锚固性能和设计方法研究开展环筋扣合连接锚固性能试验,获得了不同因素对环筋锚固性能的影响。建立数值模型分析了典型破坏模式的受力过程,揭示了连接受力机理,研究表明该连接形式传力路径清晰,安全可靠。基于连接受力机理提出了一种考虑环筋粘结锚固作用和插筋销栓作用的承载力计算方法,可准确地预测连接的承载力;基于可靠度分析了环筋扣合连接中环筋锚固长度要求并提出了设计建议,为该连接方式的设计应用提供了依据。(2)环筋扣合竖向连接混凝土剪力墙抗震性能研究将环筋扣合连接应用于预制混凝土剪力墙构件竖向连接,通过拟静力试验及数值仿真分析了不同设计因素对装配式剪力墙连接区域力学性能和构件抗震性能的影响。研究表明该连接可实现荷载的传递且安全可靠,分析结果为该体系中剪力墙构件的承载力和位移变形计算方法提供了基础数据。(3)环筋扣合水平连接对剪力墙抗震性能的影响研究将环筋扣合连接方式应用于预制装配式剪力墙结构体系边缘约束构件的连接,设计并制作了环筋扣合连接边缘约束混凝土剪力墙试件,开展了拟静力试验研究结构中竖向连接接缝的力学性能和对抗震性能的影响,验证了连接锚固性能设计建议的正确性;并提出一种基于环筋扣合连接型钢增强的边缘约束构件连接方法;基于连接区域受力机理给出了不同连接方法边缘约束区域的承载力计算方法及设计参数取值。(4)装配式环筋扣合连接剪力墙及整体结构设计方法研究基于剪力墙正截面弯矩曲率理论和环筋扣合连接区域混凝土的约束条件,并通过试验研究对塑性铰区域高度进行修正,得到了考虑连接区域混凝土约束条件的正截面受弯承载力计算公式及设计参数取值;以集中塑性铰模型为基础,考虑纵向钢筋粘结滑移和墙体剪切变形的位移贡献量,同时修正了翼墙对等效塑性区域高度的影响系数,得到了装配式剪力墙结构位移变形计算公式及设计参数取值;通过子结构抗震性能试验和结构动力特性研究,验证了该装配式结构体系的整体力学性能基本等同于整体现浇混凝土剪力墙结构体系、可以按照整体现浇混凝土剪力墙结构体系的基本假设进行建模和设计计算分析的结论。
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