双皮拼装剪力墙抗震性能试验研究

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双皮拼装剪力墙是一种新型钢筋混凝土组合装配式剪力墙,该剪力墙是由两片厚度为80mm的预制剪力墙,通过灌浆料、插筋、软索拉环等将预制剪力墙连接起来,具有标准化程度高、环境污染小、施工周期短等优点。双皮拼装剪力墙广泛应用在PPVC结构体系中。PPVC(Prefabricated Prefinished Volumetric Construction,结构预制)指预制预装修模块化箱体建筑。PPVC的建筑模块箱体均在工厂加工预制,可以有效的实现标准化、模块化的生产,因此对于施工现场的建筑工人需求降低,大大提高装配率。由于现场湿作业较少,可以有效的减少环境污染。目前,双皮墙的连接方式主要由钢筋桁架和后浇混凝土组成,对于采用软索拉环、插筋的连接方式,国内仍处于空白。虽然PPVC体系在新加坡得到大力应用,但该地区未考虑抗震,对于此种连接形式能否满足我国的抗震要求,还需要进一步验证。鉴于此本文对PPVC结构体系墙体之间的连接方式进行抗震性能试验。为研究预装修模块化箱体(简称PPVC)双皮拼装剪力墙(简称双皮墙)的抗震性能,设计了4个双皮拼装剪力墙和1个现浇剪力墙对其进行拟静力试验,研究灌浆料强度、插筋直径以及轴压比对其破坏形态、承载力、延性、刚度及耗能能力的影响。试验结果表明:灌浆料、软索拉环、插筋能将双皮墙连接成整体;四个试件的滞回曲线均呈反S形,屈服荷载在427k N~621k N之间,极限荷载在490k N~765k N之间;双皮墙的破坏形态与现浇墙类似,均形成X型交叉裂缝,同时墙体低部均被压碎;随着轴压比的提高,双皮墙体刚度随之提高,延性、耗能能力会降低;灌浆料的强度等级影响双皮墙的连接性能,随着插筋直径的提高,双皮拼装剪力墙的抗剪承载力会有一定程度的提高。为研究预装修模块化箱体之间连接节点的力学性能,设计制作了一个具有上下水平模块节点的剪力墙进行压剪试验,试验结果表明墙体水平模块之间的连接节点无竖向裂缝,上下模块节点之间出现明显滑移现象。在试验的基础上,分析了双皮拼装剪力墙的破坏机理,分析灌浆料强度对双皮拼装剪力墙破坏方式的影响,灌浆料的强度过低不利于双皮拼装剪力墙的整体性。在所做低周往复加载试验的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立试件SQ-1及SP-1的有限元分析模型,对有限元模型进行低周往复加载。有限元分析结果的滞回曲线、混凝土的应力分布与试验所得的结果进行相互对比分析,分析结果显示有限元模拟的结果与试验结果基本吻合,表明有限元建模分析结果具有一定的合理性与可靠性,根据试验与有限元分析的结果,给出了双皮拼装剪力墙设计原则建议。
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