预制钢管砼边框剪力墙的节点及接缝连接的拟静力研究

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预制钢管混凝土边框剪力墙是为了适应建筑节能减排的国家战略和建筑工业化的发展趋势而研究开发的新型建筑结构体系,该结构形式不但继承了现浇式结构体系的良好承载能力和优异抗震性能,而且通过预制装配型式的建设方式转换,实现了建筑行业工业化生产、便捷式施工作业的可持续发展目标,也为城市高层建筑建设模式提供了新的可选项。与现浇式结构相比,预制钢管混凝土边框剪力墙结构中存在诸多节点及接缝连接。安全可靠的节点及接缝的连接效果,是保证预制装配式顺利组装拼接的前提,是决定预制装配式结构的整体性能不低于现浇式结构的重要因素,也是制约该结构体系的整体性能研究和推广应用的关键环节。本文针对预制钢管混凝土边框剪力墙的节点及接缝的连接性能展开了如下内容的研究工作:1、针对钢管混凝土边框与剪力墙的结合面接缝连接,通过24个结合面试件的低周往复加载试验,验证了“水平分布钢筋+销键”组合连接方式的良好连接性能,揭示了结合面接缝连接的破坏机理,提出了相应的抗剪承载力计算公式。2、针对钢筋混凝土剪力墙竖向分布钢筋节点连接,通过27个钢筋套筒注浆对接试件的高应力反复拉压试验,揭示了套筒注浆对接连接的极限锚固粘结破坏机理,提出了相应的锚固连接设计公式;针对套筒注浆对接试件发生的粘结破坏,采用有限元分析与试验结果对比研究,证实二者具有良好的吻合度。3、针对钢管混凝土边框节点连接,通过缩尺钢管混凝土边框剪力墙试件的低周往复加载试验,分析了灌浆套筒连接的极限承载能力,通过有限元分析了灌浆套筒的应力分布及破坏形态,验证了其良好的连接性能,且与试验结果吻合良好。4、针对钢管混凝土连接节点灌浆料的受力特点,通过10个局部承压试件和24个抗冲切试件的轴心加载试验,总结了钢管约束条件下高强灌浆料的受力性能和破坏特征,分析了局部承压和抗冲切破坏的影响因素,提出了相应条件下的极限承载力计算公式。5、针对预制装配式剪力墙体的整体性能,将节点及接缝的连接技术整合运用到1个缩尺预制装配式剪力墙试件中,通过低周往复加载试验,分析预制剪力墙体的整体性能,验证节点及接缝连接技术的安全可靠性。通过上述研究,提出了适合预制钢管混凝土边框剪力墙的节点及接缝的受力合理、施工便捷的连接技术,并通过试验研究与有限元分析的对比,验证了各连接技术的可靠连接性能及预制钢管混凝土边框剪力墙结构体系的可行性,为后续研究提供必要的技术参考。
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