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装配式混凝土剪力墙结构是一种在中国住宅产业化中应用较多的结构形式。采取湿连接的装配式整体混凝土剪力墙结构的承载力、刚度和抗震性能基本和现浇混凝土剪力墙相同,能够达到“等同现浇”的要求。相比湿连接方式,采用干式连接的装配式剪力墙具有施工方便,减少现场湿作业,大大提高施工效率等优点,在低、多层住宅建筑中具有较广阔的应用前景。本文针对一种采用新型螺栓连接方式的装配式混凝土剪力墙结构的抗震性能展开了试验研究和数值模拟分析,以进一步推广装配式混凝土剪力墙在中国抗震设防地区的应用。
本文的主要研究工作包括以下内容:
1.根据“弱连接、强构件”原则设计了2个足尺螺栓连接装配式混凝土剪力墙试件并对其进行拟静力试验研究抗震性能。试验结果表明:两试件的破坏均发生在预制剪力墙与上翻墙段之间的水平拼缝截面附近,而墙板本身基本保持弹性,与强构件,弱连接的设计原则一致;两试件的主裂缝均为水平拼缝裂缝以及拼缝下方上翻墙段上的弯剪斜裂缝,加载过程中,水平拼缝逐渐形成通缝并不断张开闭合,预制墙体产生摇摆变形;试件S-1由于连接板厚度较大导致截面的受弯承载力由高强螺杆的抗拉强度起控制作用,最后由于高强螺杆达到抗拉强度被拉断而破坏,属于脆性破坏,试件的变形能力较差;试件S-2连接板厚度较小,连接板受弯屈服后,最终由于水平拼缝下方墙肢两侧受压区混凝土压碎而破坏,试件的破坏为塑性破坏;试件S-2延性系数介于3.03~3.7之间,满足抗震设计要求大于3.0,位移角大于规范规定的大震作用下弹塑性层间位移角限值1/120,具有良好的变形能力;两试件水平拼缝均发生弯曲破坏,剪切滑移较小,拼缝具有较好的抗剪性能;随着轴压比的增大,试件的峰值承载力和刚度会增大。
2.在试验研究的基础上,采用ABAQUS软件对2个试件的受力过程进行了数值模拟分析,并将分析得到骨架曲线、破坏模式、裂缝开展情况与试验结果进行了对比。分析结果与试验吻合良好,表明所建立的分析模型可以较好的模拟试件的受力过程和破坏形态,可用于后续的进一步研究。在此基础上,参考规范给出了剪力墙承载力计算方法。
本文的主要研究工作包括以下内容:
1.根据“弱连接、强构件”原则设计了2个足尺螺栓连接装配式混凝土剪力墙试件并对其进行拟静力试验研究抗震性能。试验结果表明:两试件的破坏均发生在预制剪力墙与上翻墙段之间的水平拼缝截面附近,而墙板本身基本保持弹性,与强构件,弱连接的设计原则一致;两试件的主裂缝均为水平拼缝裂缝以及拼缝下方上翻墙段上的弯剪斜裂缝,加载过程中,水平拼缝逐渐形成通缝并不断张开闭合,预制墙体产生摇摆变形;试件S-1由于连接板厚度较大导致截面的受弯承载力由高强螺杆的抗拉强度起控制作用,最后由于高强螺杆达到抗拉强度被拉断而破坏,属于脆性破坏,试件的变形能力较差;试件S-2连接板厚度较小,连接板受弯屈服后,最终由于水平拼缝下方墙肢两侧受压区混凝土压碎而破坏,试件的破坏为塑性破坏;试件S-2延性系数介于3.03~3.7之间,满足抗震设计要求大于3.0,位移角大于规范规定的大震作用下弹塑性层间位移角限值1/120,具有良好的变形能力;两试件水平拼缝均发生弯曲破坏,剪切滑移较小,拼缝具有较好的抗剪性能;随着轴压比的增大,试件的峰值承载力和刚度会增大。
2.在试验研究的基础上,采用ABAQUS软件对2个试件的受力过程进行了数值模拟分析,并将分析得到骨架曲线、破坏模式、裂缝开展情况与试验结果进行了对比。分析结果与试验吻合良好,表明所建立的分析模型可以较好的模拟试件的受力过程和破坏形态,可用于后续的进一步研究。在此基础上,参考规范给出了剪力墙承载力计算方法。