新型RC装配式剪力墙的抗震性能研究

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钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)剪力墙结构是我国高层建筑中最常见的结构形式。而RC装配式剪力墙结构因其工业化程度高、建造速度快、建筑产品质量高、有利于环境保护等方面的优点,近年来得到了广泛的关注。拼接处的有效连接是保证RC装配式剪力墙结构安全的关键,本文提出采用冷挤压套筒连接和钢板螺栓连接两种新型RC装配式剪力墙,可解决现有钢筋灌浆套筒连接方式存在的质量检测困难、灌浆套筒尺寸过大不利于墙体钢筋排布等问题。对两种新型连接方式的RC装配式剪力墙开展了抗震性能研究,主要研究内容如下:1.提出了一种冷挤压套筒钢筋连接RC装配式剪力墙,其主要的特点是:通过对装配式剪力墙拼缝连接处采用竖向钢筋梅花形布置,使其能满足钢筋冷挤压套筒连接的施工要求。对7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙试件进行了拟静力试验研究,结果表明:冷挤压套筒钢筋连接RC装配式剪力墙具有较好的抗震性能,其滞回曲线与全现浇试件一样饱满,呈弓形,两者骨架曲线基本一致,耗能能力和延性接近,设置后浇拼缝对墙体的刚度和承载力影响较小。2.提出了一种钢板螺栓连接RC装配式剪力墙,其主要的优点是:在装配式剪力墙拼缝连接处采用钢板螺栓连接,达到现场施工简便的目的。对5个装配式剪力墙试件和1个现浇剪力墙试件进行了拟静力试验研究,结果表明:在钢板螺栓连接区,连接钢板能有效传递水平和竖向荷载,在地震荷载作用下仅有较为轻微的混凝土损伤。钢板螺栓连接RC装配式剪力墙具有较好的抗震性能,其滞回曲线比全现浇试件饱满接近,且具有更高的承载能力和耗能能力。3.对两种新型RC装配式剪力墙进行了有限元数值模拟,通过试验和数值模拟结果的对比,对试验和数值模拟两种研究方法的可靠性进行相互印证。对两种新型RC装配式剪力墙在地震作用下的工作机理和破坏形态进行分析,并对剪力墙的剪跨比、轴压比、墙体和边缘构件配筋率、钢板连接处的含钢率等参数进行变化分析研究。4.在试验和数值模拟研究的基础上,分别提出两种新型RC装配式剪力墙的承载力和恢复力模型计算方法,并通过与试验结果对比,验证方法的可靠性。为实际装配式RC剪力墙结构的设计提供参考依据。本研究所开发的两种新型RC装配式剪力墙连接方案、连接处传力机理和设计计算方法及应用分析等研究成果可为RC装配式剪力墙结构的设计提供参考,具有重要的学术价值和工程应用前景。
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