预制空芯墙板纵筋连接力学性能试验研究及有限元分析

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在我国房屋建筑领域,以预制空芯墙板为代表的装配式建筑构件已经得到工业化推广应用。装配式建筑工业化是将整体建筑化为单个构件,由加工厂制作后运至现场拼接成整体。本文主要对预制混凝土空芯墙板与墙梁的连接提出了两种新型方式,对石膏空芯墙板与墙梁提出了一种类似连接方式,并对其受力和抗震性能开展研究,本文具体研究内容如下:(1)按照《装配整体式钢筋焊接网叠合混凝土结构技术规程》设计预制混凝土空芯墙板,预制石膏空芯墙板是已有墙板。根据《混凝土结构设计规范》对两种墙板配筋。对预制混凝土空芯墙板提出两种墙板与墙梁的连接形式,一是由配置在混凝土墙板两侧墙壁的纵筋插入墙梁进行连接,二是通过预制混凝土空芯墙板空芯腔内配置的钢筋笼插入墙梁的方式连接,石膏空芯墙板则采取与混凝土空芯墙板第二种连接方式类似的方式连接。(2)通过对不同连接形式下的预制混凝土空芯墙板和石膏墙板做单调加载和低周往复加载试验,获取三组墙板在试验后的破坏过程和模式、承载能力、刚度、延性以及连接位置的钢筋应变等性能指标。由试验结果表明:预制混凝土空芯墙板空芯腔内钢筋笼连接连接虽然在承载力上只达到墙壁内受力筋连接的94%,但其结构的延性却是其1.5倍,因此可以将空芯腔内钢筋笼连接方式推广到实际工程领域。石膏空芯墙板则是在承载力还是延性上都优于混凝土的墙板。(3)采用ABAQUS软件对上述三组类型构件进行数值模拟分析,主要从构件的应力应变、滞回曲线和骨架曲线等方面进行对比验证,模型计算结果与试验结果相匹配。以空芯腔内连接方式的模型为基础,分析其腔内纵筋配筋率以及空芯腔内与外侧墙壁钢筋间接搭接高度对该试件的受力性能的影响。模拟结果表明,空芯腔内纵筋的配筋率越高,试件的承载力有明显的增加;内外侧钢筋的间接搭接长度的提高,试件的耗能能力和承载均会提高。
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