含FRP约束竖向钢筋连接的装配式剪力墙抗震性能研究

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在当今崇尚绿色环保的可持续发展理念下,现代建筑应随时代而发展,应同工业化、产业化和现代化的当代社会需求相适应,充分采用并发挥新材料、新结构的特性,以创新建筑新风格、提升建筑高品质、提高建筑生产率以及秉承绿色施工理念为核心目标。预制装配式建筑结构是中国乃至世界现代建筑结构典型形式之一,预制装配式结构的关键技术在于连接节点的安全可靠,从而保证整体结构具有良好的抗震性能。灌浆套筒连接和约束浆锚连接是当前装配式混凝土结构广泛采用的两种钢筋连接方式,虽已被广泛应用于当前众多装配式混凝土结构的构件连接之中,但仍存在着施工对中困难、灌浆质量不易控制、成本造价较高、塌孔和抽孔困难等弊端,尚需进一步得到改进。本文提出了一种新型装配式剪力墙节点钢筋的连接方法,即“含FRP约束的钢筋搭接连接”,旨在就钢筋连接便宜性和可靠性之间做更好的性能平衡。设计并制作了三个剪力墙试件,并通过拟静力试验和基于OpenSees软件的数值模拟两种研究方法,完成以下工作并得到相应的结论:(1)首先对装配式剪力墙结构竖向连接形式进行总结,分析各连接形式的优缺点。然后以此为基础,提出“含FRP约束的钢筋搭接连接”的节点连接新方法,并通过钢筋锚固和钢筋搭接等两组基础性试验,根据可靠度理论确定钢筋搭接长度与钢筋直径的关系。最后,设计并制作三个包含不同钢筋搭接长度的装配式剪力墙试件;(2)对该种节点连接的装配式剪力墙试件进行拟静力试验。试验中主要考虑了钢筋直径、钢筋的搭接长度、钢筋的等代关系等参数对剪力墙结构抗震性能的影响。试验结果显示:在所采用的新型连接区域内,连接钢筋在被拉断前存在颈缩现象。FRP约束环与内部灌浆料以及外部混凝土之间均没有发现滑移痕迹,且FRP约束环自身结构没有被破坏,在试件整体加载期,始终对内部灌浆料存在约束作用。三个剪力墙试件的荷载-位移滞回曲线均较为饱满,表现出较好的耗能能力、承载力、刚度及延性性能。(3)采用OpenSees程序对三个剪力墙试件进行建模,用于模拟配筋相同的现浇剪力墙在相同往复荷载作用下的抗震性能。数值模拟结果与试验结果的比较表明了二者的滞回曲线吻合性较好,这间接地证明了所提新型节点连接方式等同现浇方式,均能够保证剪力墙具备较好的抗震性能。
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