装配式混凝土剪力墙湿接缝抗剪性能试验研究

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我国的建筑行业已经历了几十年的高速发展时期,由于传统的混凝土建筑资源消耗多,现场施工环境差,工序繁琐等问题,已不能满足我国绿色节能可持续发展的战略要求,建筑行业经济发展方式需由粗放型经济转为集约型经济,因此,建筑行业的工业化升级是现阶段经济发展的必然趋势。装配式建筑具有的能源消耗少、工业化程度高等特点非常切合当前建筑业发展的需要,以及装配式建筑在世界各国的多次大地震中表现优异,因而,近年来我国大力推行装配式建筑发展,是实现建筑工业化的重要途径之一。目前,建筑市场中大部分的高层住宅采用混凝土剪力墙结构,伴随着装配式结构应用热度的日益升高,装配式剪力墙结构依然是建筑市场的主流选择。其中,湿接缝连接装配式剪力墙结构是一种性能可靠、施工便易、成本较为低廉的结构形式,但其后浇区域混凝土与预制墙体连接的接缝是影响结构性能与正常使用的薄弱环节。对于接缝界面剪切破坏模式、作用机理以及抗剪承载力的研究,是湿接缝连接装配式剪力墙结构体系发展的关键。国内外对于装配式剪力墙的研究多集中于墙体抗震性能试验与模型分析,对接缝界面的抗剪性能研究较少。以往的研究中,虽然采用的接缝抗剪试验模型大致相同,但是接缝界面构造处理方式种类多样,且大部分试验并未考虑接缝应力状态以及穿过接缝截面的钢筋对于接缝抗剪性能的影响,因此,本文针对装配式剪力墙水平接缝新型做法进行抗剪性能试验研究,研究的内容和成果如下:(1)设计了11个单剪试件进行抗剪性能试验,主要探究接缝界面围压力、接缝处设置键齿以及是否穿筋对于接缝抗剪性能的影响,并将不同因素影响下的试件破坏过程、破坏模式以及荷载-位移进行综合比较,分析总结各因素下的接缝界面抗剪性能变化规律;(2)试验结果表明:试件最先会在键齿的根部先出现裂缝,随后沿键齿的轮廓开裂,并最终导致键齿破坏;接缝界面的围压力越大,接缝抗剪承载力极限值越大;在接缝处设置键齿可提高裂缝的抗剪承载力;装配式剪力墙中穿过水平接缝的竖向钢筋有利于以提高接缝的抗剪承载力,且在一定范围内,钢筋直径越大,提高效果越明显,且设置钢筋能够优化试件破坏模式,避免脆性破坏;(3)基于单剪试验所得的试验数据以及接缝界面抗剪机理的分析结果,提出了考虑接缝围压力与接缝界面是否穿筋的接缝抗剪承载力计算公式;通过公式计算出理论抗剪承载力极限值,并与试验结果和其他研究成果进行对比分析,最终表明所提出的抗剪承载力公式基本可靠。
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