双钢板组合剪力墙与组合楼板连接节点力学性能研究

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装配式钢结构建筑有自重轻、抗震性能好、环保等诸多优势,也逐渐在多高层民用建筑中推广应用。其中薄双钢板剪力墙(厚度<200mm)是性能优良的抗侧力体系,但与组合楼板的连接节点的研究一直处于不成熟的阶段。本课题以此为研究背景,首先提出了四种新型双钢板组合剪力墙与组合楼板连接节点,后针对不同节点形式进行纯弯、剪切、弯剪和拟静力四种试验研究,并进行静力加载方式的有限元模拟和43组参数化分析。最终不同受力阶段承载力与现有规范进行对比计算,并结合以上分析提出新型节点的设计施工建议。
  进行了3组不同节点形式和楼板厚度的双钢板组合剪力墙与组合楼板连接节点的纯弯试验和有限元模拟,得到以下结论:试件均为楼板加载点附近的钢筋断裂导致的破坏,证明新型节点的可行,且横向贯通剪力墙的钢筋与楼板上弦钢筋相连接的方式为有效连接,能顺利传递钢筋的拉力,保证节点的承载力和延性。同时试件延性系数均大于4,极限转角均大于1/10。且与有限元吻合良好。
  进行了3组双钢板组合剪力墙与组合楼板连接节点的剪切试验和有限元模拟,得到以下结论:新型节点中横向贯通剪力墙钢筋与楼板上弦钢筋连接的构造方式在剪切破坏模式下证明可行有效,能顺利传递钢筋的拉力,保证节点的抗剪承载力。CVSA1202和CVH130剪切延性系数均大于4。H型钢梁的连接方式可小幅提高节点域刚度和承载力,可优先选用H型钢梁节点提高抗剪性能,且与有限元吻合良好。
  进行了3组双钢板组合剪力墙与组合楼板连接边节点的弯剪试验和有限元模拟。得到以下结论:3个试件均为弯曲破坏,延性系数均大于3.5,极限转角大于1/15。H型钢梁的连接方式可提高边节点的刚度和承载力。与有限元吻合良好。
  进行了2组双钢板组合剪力墙与组合楼板连接边节点的拟静力试验。得到以下结论:2组试件均为弯曲破坏,N向及QSH130的S向延性系数均大于4,极限转角大于1/15,证明节点域N向变形能力良好,延性优良。试件QSSA120的S向延性系数为2.10,在实际工程需采取构造措施加固节点,防止过早开裂。H型钢梁的连接方式可提高节点的滞回能力、耗能能力和极限承载力,在保证双钢板组合剪力墙的承载力的情况下,抗震设计建议选用H型钢梁节点作为剪力墙与楼板连接边节点。
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