T形截面夹心保温单面叠合剪力墙抗震性能及热工性能研究

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装配整体式叠合剪力墙结构体系是一种广泛应用于高层建筑中的半预制半现浇结构体系。在装配整体式叠合剪力墙结构中,T形叠合剪力墙的腹板与翼缘之间的相互作用复杂,且T形叠合剪力墙叠合腹板与叠合翼缘交界处的边缘构件可设计成不同的构造形式,研究价值丰富;带保温的T形截面叠合剪力墙常作为建筑外墙使用,在保证墙体整体受力性能的同时表现出较好的热工性能,实现结构-保温一体化。现行湖北省地方标准DB42/T 1483-2018《装配整体式混凝土叠合剪力墙结构技术规程》提出一种新型带构造边缘构件的T形截面夹心保温单面叠合剪力墙的构造形式,并在第10.5条规定:单面叠合剪力墙构造边缘构件阴影区宜全部采用后浇混凝土,并在后浇段内设置封闭箍筋。本文主要针对这种带构造边缘构件的T形截面夹心保温单面叠合剪力墙的抗震性能和热工性能进行了试验研究和数值模拟分析。论文主要完成了以下研究工作:(1)设计了1片带构造边缘构件的T形截面夹心保温单面叠合剪力墙足尺试件与1片T形截面全现浇剪力墙足尺试件,并针对T形截面剪力墙拟静力试验设计了试验加载装置,开展了拟静力试验研究,对比分析了单面叠合剪力墙试件与全现浇剪力墙试件的破坏形态、裂缝分布、承载力、延性、耗能能力与刚度退化特征,以及构造边缘构件对单面叠合剪力墙抗震性能的影响。(2)利用有限元模拟软件ABAQUS建立了T形截面夹心保温单面叠合剪力墙的有限元模型,进行了抗震性能模拟,并将有限元的分析结果与试验结果对比分析。结果表明:本文建立的有限元模型可以有效模拟单面叠合剪力墙的抗震性能。在此基础上,本文还研究了轴压比与竖向连接钢筋配筋率对单面叠合剪力墙抗震性能的影响。(3)利用有限元软件ABAQUS对T形截面夹心保温单面叠合剪力墙进行了热稳态场下的热工性能模拟,结果表明:夹心保温单面叠合剪力墙的传热系数满足夏热冬冷地区居住建筑节能标准的规定,具有较好的保温隔热性能。对比钢筋桁架穿过保温层的带保温叠合剪力墙,墙体采用FRP连接件穿过保温层连接内、外叶预制板,而钢筋桁架不穿过保温层的结构设计,可以明显减少“冷热桥效应”的影响。在此基础上,本文还研究了保温层厚度、保温层材料、空间桁架的材料与摆放位置、连接件材料以及墙体裂缝开展程度对夹心保温单面叠合剪力墙热工性能的影响。
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