【摘 要】
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叠合板式剪力墙使用过程包含预制墙板的工厂预制、运至现场的装配、二次浇筑三个步骤,由于其具有缩短施工工期、节省成本、施工质量易控制等诸多优点,目前已经在我国中高层建筑中被广泛使用。但叠合板式剪力墙的预制和现浇部分异地浇筑也为工程应用带来了新的问题,即装配问题与吊运问题:叠合板式剪力墙的抗震性能强弱很大程度上决定于装配节点的连接可靠性,连接性能良好的装配节点才能保证其结构实现“等同现浇”的抗震性能目标
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51578225）
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叠合板式剪力墙使用过程包含预制墙板的工厂预制、运至现场的装配、二次浇筑三个步骤,由于其具有缩短施工工期、节省成本、施工质量易控制等诸多优点,目前已经在我国中高层建筑中被广泛使用。但叠合板式剪力墙的预制和现浇部分异地浇筑也为工程应用带来了新的问题,即装配问题与吊运问题:叠合板式剪力墙的抗震性能强弱很大程度上决定于装配节点的连接可靠性,连接性能良好的装配节点才能保证其结构实现“等同现浇”的抗震性能目标;进行预制墙板吊运时很容易对其造成结构性损伤,而且吊运能力与预制墙板重量很大程度决定了预制墙板的生产尺寸。目前关于叠合板式剪力墙的诸多研究成果均已能保证装配节点的连接可靠性,而预制墙板吊运可能产生的结构性损伤及运输能力的局限性约束了预制墙板生产尺寸仍是需要关注并解决的问题,且目前还没有针对上述问题的相关研究存在。为了有效解决预制墙板吊运存在的上述问题,本文从预制轻薄墙板及材料角度入手,进行预制轻薄墙板带暗支撑叠合板式剪力墙的抗震性能研究。本文从使用不同性能混凝土以及减薄预制墙板厚度的构想出发,设计了减薄预制墙板并采用轻骨料混凝土的带暗支撑叠合板式剪力墙（命名为LACPSW）及减薄预制墙板并采用UHPC的带暗支撑叠合板式剪力墙（命名为UHPCPSW）两种构件。通过对上述2片剪力墙进行拟静力加载试验和ABAQUS精细化模拟分析,结合本课题组对比试件SCPSW的对照分析,系统研究了试件的抗震性能,主要研究内容如下:（1）通过拟静力加载试验对试件LACPSW和UHPCPSW进行包括破坏模式、滞回曲线、承载力、延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能特征和指标的研究,试验结果表明:试件LACPSW的破坏模式为以弯曲为主的弯剪破坏,试件UHPCPSW的破坏模式为以剪切为主的弯剪破坏,且试件UHPCPSW的裂缝完全集中于高阻尼混凝土表面,墙角混凝土破坏严重;与试件LACPSW相比,试件UHPCPSW的初始刚度、承载力、耗能能力更好,变形能力和延性稍差,但变形能力和延性均满足规范要求。此外试验分析发现:减薄带暗支撑叠合板式剪力墙的预制墙板会弱化其峰值后的能量耗散能力,而减薄预制墙板后的混凝土材料选择对屈服后试件的耗能能力有明显影响;预制墙板材料的强度对试件的初始刚度、承载力、耗能能力影响很大,但同样较大强度的预制墙板材料会使试件下部的剪切效应更强,从而对试件的变形能力和延性不利。（2）采用精细化有限元软件ABAQUS对试件LACPSW、UHPCPSW、SCPSW进行有限元模拟分析,通过模型分析获得的荷载-位移单推结果,与试验骨架曲线进行对比发现,模拟结果与试验结果能够很好地吻合,且能够很精确地展现特征点的荷载和位移值,完成了有限元模型的有效性验证。（3）在完成有限元模型验证的基础上,对试件LACPSW和UHPCPSW进行包括轴压比、暗柱配筋率、暗支撑配钢率、预制墙板厚度、预制墙板混凝土强度等参数的有限元分析,探索这些重要参数对预制墙板减薄的叠合板式剪力墙的抗震性能的影响规律。模拟结果表明:增大轴压比能显著提高预制轻薄墙板叠合板式剪力墙的承载能力和初始刚度,但对变形能力不利;暗柱配筋率与暗支撑配钢率的增大对试件LACPSW、UHPCPSW的峰值承载力增幅较为明显,而其初始刚度和峰值位移基本不受暗柱配筋率与暗支撑配钢率变化的影响;预制墙板厚度加大会降低试件LACPSW的峰值承载力,但会提高试件UHPCPSW的峰值承载力,总体上预制墙板厚度变化对LACPSW的峰值承载力的影响更大;预制墙板的混凝土强度越大,其试件承载能力和初始刚度越大,但达到峰值后的承载力也下降越快。综合考虑有限元的分析结果,建议带暗支撑叠合板式剪力墙的30mm预制墙板采用C50型号混凝土。
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