【摘 要】
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装配整体式齿槽剪力墙结构体系是一种基于预制构件不出筋的设计理念,墙体侧边具有新型连接构造的全预制混凝土剪力墙结构体系,该结构体系基本装配单元包括榫卯预制剪力墙与盲孔预制剪力墙。榫卯预制剪力墙侧面为榫卯构造,榫卯构造主要由榫头、榫孔和横向凹槽组成,预制剪力墙采用榫卯构造可防止钢筋在运输、吊装过程中碰撞造成钢筋弯扭及长时间放置导致钢筋生锈等问题,采用榫卯构造预制剪力墙间相互连接构成榫卯接缝的连接形式,
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51778034）； 北京市自然科学基金项目（Z22017）； 北京市属高校基本科研业务费专项资金（X19003）；
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装配整体式齿槽剪力墙结构体系是一种基于预制构件不出筋的设计理念,墙体侧边具有新型连接构造的全预制混凝土剪力墙结构体系,该结构体系基本装配单元包括榫卯预制剪力墙与盲孔预制剪力墙。榫卯预制剪力墙侧面为榫卯构造,榫卯构造主要由榫头、榫孔和横向凹槽组成,预制剪力墙采用榫卯构造可防止钢筋在运输、吊装过程中碰撞造成钢筋弯扭及长时间放置导致钢筋生锈等问题,采用榫卯构造预制剪力墙间相互连接构成榫卯接缝的连接形式,可避免钢筋设置位置冲突、安装尺寸偏差等不足,还具有钢筋绑扎速度快等优点。榫卯接缝构造新颖,目前缺乏有关榫卯接缝钢筋连接性能研究,因此设计制作相关试件,采用试验研究、有限元模拟相结合的方法,研究了水平连接钢筋构造对榫卯接缝钢筋连接性能的影响。本文主要工作及取得的主要成果如下:（1）试验设计并制作了4组12个试件,主要参数包括水平连接钢筋的锚固长度和水平连接钢筋距横向凸起顶部间距,采用常规测量方法以及数字图像相关（DIC）技术测量系统监测了试件的破坏过程;研究表明:水平连接钢筋锚固长度15d距横向凸起3d和水平连接钢筋锚固长度12d距横向凸起12.5d时,水平连接钢筋被拉断钢筋强度被充分利用,水平连接钢筋在榫卯接缝内构造合理锚固性能可靠,水平连接钢筋与试件水平分布钢筋连接性能较好;水平连接钢筋在榫卯接缝内锚固失效时有明显破坏特征,可分为三个阶段,第一阶段为横向凹槽底部新旧混凝土结合面开裂,第二阶段为横向凹槽与凸起间新旧混凝土结合面开裂,最终为现浇部分混凝土剪切破坏;在榫卯接缝横向凹槽底部新旧混凝土结合面开裂后,对水平连接钢筋在榫卯接缝内锚固性能影响不大;增加水平连接钢筋与横向凸起间距,可以延缓榫卯接缝新旧混凝土结合面开裂,避免结合面开裂造成的破坏;增加水平连接钢筋锚固长度,能够充分发挥纵向钢筋强度,提升榫卯接缝钢筋连接性能。采用数字图像相关（DIC）技术测量系统监测了试件在X、Y方向的应变云图,结果表明:水平连接钢筋在榫卯接缝内传力效果好,能够有效带动更多受力区域承担外部荷载,使结构受力更加均匀,保证结构的整体协同性;增加水平连接钢筋锚固长度或与横向凸起间距,可以减轻新旧混凝土结合面应力较大现象,抑制结合面裂缝开展,能够有效改善榫卯接缝钢筋连接性能;水平连接钢筋锚固长度与横向凸起间距变化对水平连接钢筋与试件水平分布钢筋连接效果影响不大。（2）采用有限元软件ABAQUS对榫卯接缝钢筋连接性能进行了数值模拟研究,考虑钢筋在混凝土结构中滑移效应及新-旧混凝土结合面接触受力属性的数值模型分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上,进行拓展参数分析,研究表明:增加纵向钢筋直径或数量能够有效提升榫卯接缝钢筋连接性能,并抑制新旧混凝土结合面裂缝开展;增加现浇区域混凝土强度对延缓横向凸起与凹槽之间新旧混凝土结合面竖向错动变形作用不大,对提升榫卯接缝钢筋连接性能影响较弱。（3）研究表明榫卯接缝钢筋锚固机理与普通钢筋锚固机理显著不同,基于试验和有限元软件分析结果,提出了水平连接钢筋在榫卯接缝内锚固承载力计算公式,计算结果与试验结果数据吻合较好;建立了水平连接钢筋在榫卯接缝内锚固承载力与其锚固长度和与横向凸起间距关系曲面,提出了榫卯接缝钢筋连接的设计建议。
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