竖向分布钢筋部分连接的混合装配式剪力墙抗震性能研究

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我国大力支持并推进装配式建筑工业化的发展。预制钢筋混凝土剪力墙结构有利于工程安全、质量、工期及成本等方面的改善,同时有利于节能、减排及降耗。受力钢筋连接技术导致接缝处为薄弱部位,也直接影响到结构的受力性能,因此受力合理、方便施工的接缝设计是装配式剪力墙结构设计的关键技术。本文通过拟静力试验和ABAQUS数值模拟计算相结合的方法,研究了竖向分布钢筋部分连接的混合装配式剪力墙的抗震性能,并与现浇剪力墙进行对比分析。预制试件墙体两端边缘构件区域竖向钢筋采用套筒连接、竖向分布钢筋采用金属波纹管浆锚连接,同时对竖向钢筋连接段边缘构件区域箍筋以及水平分布钢筋进行了加密。然后,基于所建立的有限元模型进行了参数分析。主要得出以下结论和创新成果:(1)验证了本文所研究的混合装配式剪力墙竖向分布钢筋采用部分连接的可行性。本文研究的预制试件的抗震性能优于现浇试件,且均表现出较好的抗震性能。预制试件和现浇试件均表现为弯剪破坏。预制试件的承载能力、刚度、延性和耗能能力等略优于现浇试件,而强度退化性能稍逊。钢筋浆锚连接在失效前能够有效传力,虽然在加载后期预制试件出现了钢筋的连接失效破坏,导致其承载能力、刚度及耗能等小幅降低,但仍然能够维持在相对不弱的性能水平,说明采用此种连接方式是可行的。(2)得到了竖向分布钢筋部分连接数量对预制试件抗震性能的影响。竖向分布钢筋连接的数量对预制试件的抗震性能很小,可以采用此方式简化现场施工。对于预制试件来讲,竖向分布钢筋连接数量的减少虽然会导致试件的承载能力、刚度、延性及耗能等有所降低,但影响幅度甚小。预制试件均发生了不同程度的钢筋失效破坏,会造成试件的承载力、刚度、延性及耗能等的降低,应采取有效措施确保灌浆的饱满度。(3)得到了不同参数对预制剪力墙构件承载力和接缝处相对水平及竖向侧移的影响。预制构件承载能力随着分布钢筋连接数量的增多而小幅提高,而竖向分布钢筋连接数量基本不影响接缝处相对水平及竖向侧移。对于YZ4构件,承载力随着轴压比的增大而增大,而摩擦系数基本不影响构件的承载力;同时,接缝处摩擦系数的增大可以有效抑制接缝处的相对水平侧移。(4)结合试验及数值模拟结果和施工要求,提出了关于预制剪力墙构件设计方法及施工要求的合理化建议。
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