带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙抗震性能试验研究

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在装配式剪力墙结构中,同层相邻预制墙板间存在大量竖向接缝,设计时应保证竖向接缝处新旧混凝土结合面的有效粘结以及钢筋的可靠连接,使结构具有良好的抗震性能。目前的竖向接缝连接技术多存在结合面粗糙度处理标准不统一、钢筋施工工序复杂以及现场浇筑混凝土量大等问题。为解决上述问题,本文提出了一种具有新型连接构造的装配式剪力墙结构——装配整体式齿槽剪力墙结构,基本装配单元为盲孔预制剪力墙(简称盲孔预制墙),该结构竖向接缝处无需设置粗糙面,连接钢筋安装方便,可显著提高制作、运输和安装效率。为进一步推广装配整体式齿槽剪力墙结构的工程应用,本文通过拟静力试验及有限元模拟的方法研究了带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙的抗震性能,并基于软化拉压杆模型提出了墙体受剪承载力计算方法,主要研究内容及成果包括:按照“强弯弱剪”的原则设计制作了4片带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙试件,对其展开了恒定轴力下的拟静力试验,分析剪力墙试件的破坏模式、承载力、变形性能、延性和刚度等,探讨竖向接缝的连接性能及剪跨比、轴压比对带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙抗震性能的影响,试验结果表明:往复加载下纵向孔洞内侧新旧混凝土结合面表面出现宏观竖向裂缝;竖向接缝开裂后,两侧墙体间相对变形逐渐增加,墙体演变为分缝墙,墙身斜裂缝发展受到抑制;峰值时,除试件SPW-2.0,各试件边缘构件纵筋未受拉屈服;带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙的破坏模式不同于现浇剪力墙,未出现主斜裂缝,避免发生脆性剪切破坏,破坏位移角为1/85~1/60,延性系数均大于4,变形性能良好。提高剪跨比,宏观竖向裂缝出现推迟,竖向接缝两侧混凝土相对变形增大,墙体整体性能变差,受剪承载力显著降低,但刚度退化速率减缓,峰值后承载力稳定性提高,变形及耗能能力增强。轴压比从0.15增大至0.25时,宏观竖向裂缝出现较早,竖向接缝两侧混凝土相对变形增大,受剪承载力、刚度退化速率和峰值后承载力稳定性相差不大,延性系数为7,墙体的变形及耗能能力增强。基于ABAQUS研究了边缘构件纵筋配筋率、后浇混凝土强度对带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙受力性能的影响,结果表明:边缘构件纵筋配筋率从3%逐渐增大到9.2%时,峰值荷载显著提高,峰值后承载力稳定性降低,墙体延性变差。后浇混凝土强度从30MPa逐渐增大到与预制混凝土强度相同时,峰值荷载逐渐提高,墙体变形及延性相差不大。结合拟静力试验现象,基于软化拉压杆模型对带竖向接缝的装配整体式齿槽剪力墙受剪机制进行分析,提出了受剪承载力计算方法,计算值与试验值吻合良好,其比值接近或大于1,计算结果保守。
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