【摘 要】
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推进装配式建筑发展是我国建筑业供给侧改革的重点方向之一。预制剪力墙结构因其布置灵活,且在施工质量、施工速度、节约人工成本等方面都具有极大优越性,是装配式建筑的重要组成部分。然而预制墙体的纵向受力钢筋的连接处常是结构的薄弱部位,例如最为常见的灌浆套筒连接,不仅成本高还常常因套筒里面注浆很难保证施工质量且难以有效检测等直接影响到结构的抗震性能。我国地震活动频度高、强度大、震源浅,且多数地区处于抗震设防
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51878268); 湖南省自然科学基金项目(2020JJ4195)
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推进装配式建筑发展是我国建筑业供给侧改革的重点方向之一。预制剪力墙结构因其布置灵活,且在施工质量、施工速度、节约人工成本等方面都具有极大优越性,是装配式建筑的重要组成部分。然而预制墙体的纵向受力钢筋的连接处常是结构的薄弱部位,例如最为常见的灌浆套筒连接,不仅成本高还常常因套筒里面注浆很难保证施工质量且难以有效检测等直接影响到结构的抗震性能。我国地震活动频度高、强度大、震源浅,且多数地区处于抗震设防区,装配式剪力墙结构的抗震性能是使其能否顺利推进建筑工业化的重要因素,因此如何进一步提高装配式剪力墙结构的抗震性能是当前工程界的重要研究课题。超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)具有较多优点,包括高强度、高韧性、高耐久性等,是一种极具工程前景的工程材料。本文将UHPC运用于预制剪力墙中,形成新型预制UHPC耗能剪力墙,纵向钢筋采用搭接并用UHPC后浇的方式,提高连接部位的受力性能从而吸收并耗散更多地震时输入的能量。预制UHPC耗能剪力墙能够有效提高预制剪力墙的抗震性能,推动建筑工业化的发展,促进产业升级,提高建造效率,实现节能减排,符合当前我国绿色发展的理念。本文通过拟静力试验和有限元模拟对3片不同构造形式的新型预制UHPC耗能剪力墙以及1片对比现浇剪力墙进行抗震性能分析。主要研究内容如下:(1)系统地介绍了超高性能混凝土和预制剪力墙的研究现状,并提出在预制剪力墙的相应部位使用超高性能混凝土的方案,设计出三种不同构造形式的预制UHPC耗能剪力墙,目的在于改善预制剪力墙的抗震性能,推进装配式建筑的发展。(2)对三片不同构造形式的预制UHPC耗能剪力墙和1片现浇对比墙进行拟静力试验,深入研究不同构造形式的预制UHPC耗能墙在破坏模式、滞回特性、位移延性、刚度退化、耗能能力、钢筋应变、变形等方面的差异。(3)基于Open Sees平台,采用多垂直杆单元对预制UHPC耗能剪力墙UHPCSW2进行建模,模拟所得数据与试验数据吻合良好。在此基础上,对UHPCSW2进行参数分析,探究高宽比、轴压比、暗柱配筋率等参数对试件承载能力、延性以及耗能能力的影响。(4)按照我国规范,使用PKPM设计了一栋12层框架剪力墙结构,并基于Open Sees建立RC剪力墙-框架结构、预制ECC耗能剪力墙-框架结构以及预制UHPC耗能剪力墙-框架结构的整体等效模型。对三种结构进行静力弹塑性分析和动力时程分析,探究了预制耗能墙对框剪结构剪力分配的影响以及易损性曲线的差异,并选取了近场脉冲、近场非脉冲、远场各10条地震动作为结构的激励荷载,探究不同类型地震动对结构的影响。
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