预制剪力墙竖向接缝抗剪性能研究分析

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住宅产业化由于劳动效率高、质量可控和环境污染少等优点,逐渐被推广开来。预制剪力墙结构作为住宅产业化的重要组成部分,其发展逐渐引起了人们的重视。但是,剪力墙接缝处连接的可靠性成为影响预制剪力墙结构安全性的重要因素。国外相关规范对新旧混凝土界面抗剪承载力的计算没有将影响抗剪的作用全部考虑在内,或者考虑在内但是作了很大地折减。此外,国外对混凝土界面抗剪性能的研究,未充分考虑到预制剪力墙接缝处抗剪承载力的特殊性。针对上述存在的问题,本文进行了如下研究。本文对4个试件进行了静力加载试验,并结合相关试验数据进行分析。分析表明,试件处于近似线性荷载阶段时,混凝土抗剪起主要作用,在到达峰值前其荷载和位移的关系可以看成是线性的,试件处于非线性荷载阶段时,混凝土开始退出工作;在钢筋剪切摩擦作用达到峰值前,其荷载和位移曲线可以近似成二次抛物线的关系;本文在试验的基础上并结合相关文献给出了钢筋剪切摩擦、钢筋销栓、混凝土抗剪和正压力四种作用各自的计算公式,并对四种作用进行组合。该方法得出的理论值与试验值相近。因此,该组合方法可以反映竖缝的抗剪性能。本文对不同混凝土有效厚度和不同混凝土强度下,连接钢筋的抗剪承载力进行了有限元分析,钢筋直径的变化范围为8mm~20mm。分析表明,在一定范围内,钢筋直径的增加有利于接缝处抗剪承载力的增加;混凝土有效厚度的增加有利于钢筋抗剪承载力的发挥;混凝土强度的增加可以在一定程度上增加接缝处钢筋的抗剪承载力,但是直径较小的钢筋没有直径较大的钢筋效果明显;竖向接缝处连接钢筋只需要一个基本的锚固长度,使得钢筋承受复杂的外力即可,过多地增加长度并不能提高试件承载力。最后,本文将有限元计算结果和相关计算公式进行对比,对预制剪力墙竖向接缝处钢筋的抗剪承载力提出了设计建议。
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