预制钢筋混凝土框架内嵌竖缝剪力墙体系性能研究

预制钢筋混凝土框架内嵌竖缝剪力墙(CFPCW)体系融合了框架和剪力墙2种结构的特点,又具有较好的延性,是一种新型抗震结构体系。将有限元分析方法与试验研究成果相结合,研究CFPCW体系在水平荷载作用下的力学性能。结果表明:竖缝剪力墙在加载中,首先在竖缝附近产生应力集中并引起混凝土损伤,之后破坏范围逐渐扩展至缝间墙,框架结构损伤程度相对较轻。从竖缝剪力墙的应力和损伤云图可以看出,竖缝剪力墙的变形主要是以弯曲变形为主,缝间墙的变形类似于壁柱。CFPCW结构中竖缝剪力墙刚度下降平缓,整体结构具有较高的水平承载力和延性。     

钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改进钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板引入钢框剪与内填墙的连接中。通过2个两层单跨缩尺比为1∶3的钢框架内填预制带竖缝钢筋混凝土剪力墙模型试件的拟静力试验研究,考察了耳板连接的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析了结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性和耗能能力等。试验结果表明：抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的连接处未发生破坏,耳板连接具有可靠的工作性能;钢框架带竖缝剪力墙结构具有良好的延性,平均位移延性系数大于3;内填墙的承载力由竖缝根部的剪切破坏控制。     

带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构抗震性能试验研究

为提高装配式钢筋混凝土框架抗震能力,提出带竖缝混凝土墙的装配式消能减震框架结构体系。通过1个消能子结构试件的低周反复加载试验,考察消能子结构和竖缝混凝土墙设计方法的合理性,分析试件破坏模式、滞回性能、承载力、延性、抗侧刚度及变形特征等。通过有限元分析竖缝混凝土墙的抗震性能,研究带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构的受力机理。结果表明：罕遇地震作用下,消能子结构中梁柱轻微损伤,梁柱节点及齿槽连接区钢筋基本保持弹性,结构损伤主要集中于竖缝混凝土墙;消能子结构的极限位移角为1/30,位移延性系数为3.25,变形和耗能能力良好;消能子结构弹性抗侧刚度理论值与试验值相对误差为10.4%;竖缝混凝土墙模拟和规范计算得到的极限位移和特征点荷载吻合较好;竖缝混凝土墙对实体墙两端梁截面产生附加阻尼力,缝间墙斜撑作用使其外侧和中间墙肢发生差异性破坏。建议带竖缝混凝土墙的装配式框架消能子结构在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值分别按1/800和1/100控制;竖缝混凝土墙设计时应考虑斜撑作用,按压弯剪复合受力进行设计,并加强外侧缝间墙墙肢抗剪配筋构造。     

不等肢耗能竖缝装配式剪力墙试验研究

对三个不等肢耗能竖缝装配式剪力墙进行低周反复荷载试验,并与现浇剪力墙试件进行对比.结果表明,不等肢耗能竖缝装配式剪力墙整体工作性能良好,和现浇试件相比,其延性性能较高.竖缝中设置的阻尼器能够实现屈服耗能,提高结构的抗震性能,实现墙肢之间的连接;墙肢的不同会造成装配式剪力墙试件在两个加载方向承载力的差异,对结构的延性也有一定的影响,应尽量使竖缝两侧的墙肢较为接近,以获得较好的工作性能.     

浆锚连接装配式剪力墙拼缝水平相对滑移影响规律

由于装配式剪力墙力学性能受预制拼缝位移的影响,以浆锚连接装配式剪力墙为研究对象,对拼缝水平相对滑移影响规律展开研究。通过对1∶2缩尺比例的装配式剪力墙模型进行低周反复加载试验,测试得到各墙肢拼缝水平相对滑移量。通过对比拼缝水平相对滑移量、墙肢开裂和破坏形态及荷载-位移曲线等试验现象和测试数据,分析拼缝水平相对滑移量对装配式剪力墙力学性能的影响。最后通过分析钢筋销键剪切应力与拼缝位移的关系,对纵向连接钢筋销键剪切应力取值和影响因素进行总结。研究结果表明,装配式拼缝水平相对滑移量直接对纵向连接钢筋产生销键剪切作用,从而降低装配式剪力墙构件与底座间的内力传递,进而影响装配式构件塑性发展和抗震性能;纵向连接钢筋销键剪切应力在拼缝受压区最大,其值可按von mises强度理论进行选取。     

钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙试验研究

为改进钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,将耳板装置引入钢框架与内填墙的连接中.通过2个2层单跨钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙1/3模型试件的循环荷载试验,考察耳板连接装置的可靠性和内填墙裂缝的开展与结构变形能力,分析结构的破坏机理、滞回性能、刚度退化、变形及延性等,并对钢框架内填预制混凝土剪力墙体系与现浇混凝土剪力墙体系和带竖缝混凝土剪力墙体系进行对比.研究结果表明:抗剪连接件(U形筋)在梁柱节点上下耳板的帮助下未发生破坏,耳板连接装置具有可靠的工作性能;合理设计的钢框架内填预制钢筋混凝土剪力墙结构具有良好的延性.     

带缝空心保温钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

通过对钢筋混凝土空心剪力墙进行拟静力试验,对该结构在低周反复荷载作用下受力性能进行试验研究,分析了该剪力墙的破坏特征、承载力、变形性能与耗能能力等.结果表明,设置竖缝可以使剪力墙由剪切型破坏转变为弯剪型破坏;合理设置竖缝,可以较大程度提高剪力墙的抗震能力,同时使结构具有较好的变形性能.     

预制RC框架内嵌带竖缝剪力墙结构抗震性能研究

为研究预制钢筋混凝土框架内嵌带竖缝剪力墙(PRCFW)结构的抗震性能,对2个单跨两层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件进行了拟静力试验研究。考察了PRCFW结构的变形和延性、滞回耗能能力、承载力及刚度退化等性能,分析了框架与内填墙之间的抗剪连接件对结构整体性能的影响。试验结果表明：在加载过程中,设计的抗剪连接件性能可靠,未发生疲劳剪断或锚固破坏;内填墙设置竖缝对PRCFW结构的初期刚度影响较小;进入屈服段后,预制竖缝阻碍了斜裂缝的发展和贯通,缝间墙段以弯曲变形为主,承载力和刚度退化缓慢,使结构整体具有良好的延性和耗能能力。不同轴压比下的框架柱和现浇节点基本完好,破坏主要发生在内填墙和梁端。结合试验和分析结果,提出了PRCFW结构在工程设计时的若干补充计算及构造措施建议。     

水平拼缝位置不同的预制装配式剪力墙抗震性能研究

研究了水平拼缝位置不同的预制装配式剪力墙的抗震性能,为其在实际工程中的应用和推广提供参考。采用力与位移混合加载制度,对2个轴压比为0.18的预制装配式剪力墙足尺试件和1个现浇剪力墙足尺试件进行了低周反复荷载试验。其中,预制试件的竖向钢筋采用直螺纹灌浆套筒连接,并分别选取不同水平拼缝位置:地梁顶部和地梁顶部上方600 mm。水平拼缝位置不同的预制试件和现浇试件都属于压弯破坏,但破坏形态不同,预制试件容易在水平拼缝处形成通缝;水平拼缝上移后,预制试件在承载力、延性、耗能能力等方面有明显提高,而水平拼缝在地梁顶部的预制试件的变形能力、刚度退化、耗能能力均与现浇试件相近。在低周反复荷载作用下,预制装配式剪力墙与现浇剪力墙力学性能相近;水平拼缝上移后的预制试件的受力性能要比水平拼缝在地梁顶部的预制试件的受力性能更佳;直螺纹灌浆套筒可以有效传递钢筋应力,使套筒上下的钢筋协调工作,其研究结果可为其今后在实际工程中应用推广提供试验依据及参考。     

不同构造竖缝的装配式空心模板剪力墙抗震性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙和4个装配式空心模板剪力墙的拟静力试验,研究了剪力墙的抗震性能及竖向接缝构造对墙体受力性能的影响。试验结果表明,装配式空心模板剪力墙沿内部接缝出现宏观竖向裂缝,经历了整截面墙受力到墙柱组合体受力的过程,可防止脆性破坏,较钢筋混凝土剪力墙变形能力显著增强、受剪承载力降低;峰值荷载前沿竖向接缝两侧的相对变形将墙体分割为分缝剪力墙,提高了延性和耗能能力,降低了受剪承载力;竖向接缝处采用木板条补替部分混凝土可改善墙体的受力性能;按照强弯弱剪设计的墙体,水平接缝对墙体受力性能的影响可以忽略;装配式空心模板剪力墙的竖向接缝受力性能良好,可用于实际工程。     

不同构造竖缝的装配式空心模板剪力墙抗震性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙和4个装配式空心模板剪力墙的拟静力试验,研究了剪力墙的抗震性能及竖向接缝构造对墙体受力性能的影响。试验结果表明,装配式空心模板剪力墙沿内部接缝出现宏观竖向裂缝,经历了整截面墙受力到墙柱组合体受力的过程,可防止脆性破坏,较钢筋混凝土剪力墙变形能力显著增强、受剪承载力降低;峰值荷载前沿竖向接缝两侧的相对变形将墙体分割为分缝剪力墙,提高了延性和耗能能力,降低了受剪承载力;竖向接缝处采用木板条补替部分混凝土可改善墙体的受力性能;按照强弯弱剪设计的墙体,水平接缝对墙体受力性能的影响可以忽略;装配式空心模板剪力墙的竖向接缝受力性能良好,可用于实际工程。     

半刚接钢框架内填暗竖缝钢筋混凝土剪力墙结构滞回性能试验研究

为了进一步改善半刚接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构（PSRCW）的抗震性能,将暗竖缝引入PSRCW结构的内填墙中,进行了1榀1∶3缩尺内填墙带暗竖缝PSRCW结构的低周反复荷载试验,研究了带暗竖缝PSRCW结构的破坏机理及滞回性能。试验结果表明：内填墙设置暗竖缝对PSRCW结构的初期刚度影响较小,峰值荷载过后承载力退化缓慢,结构延始性能得到显著改善。带暗竖缝的PSRCW结构通过合理设计可以实现控制结构小震或中震作用下的变形,提供较大的初始抗侧刚度,大震下提供良好的变形能力和耗散地震能量的双重功能。     

楔形节点现浇连接的装配式钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

为了研究楔形节点现浇连接的装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,对剪跨比为2.1的装配式钢筋混凝土剪力墙试件进行足尺拟静力试验,并与相同尺寸的现浇墙体试件进行对比。试验结果表明,预制墙试件与现浇墙试件的破坏形态基本相同,为竖向钢筋受拉屈服、墙底混凝土受压破坏;预制墙试件的极限位移角为1/69,比现浇墙试件略小,开裂荷载与承载力均小于现浇墙试件;预制墙试件的滞回曲线较饱满,其延性性能满足抗震要求。并利用有限元分析软件ABAQUS对此楔形节点现浇连接的装配式钢筋混凝土剪力墙进行了数值模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,模拟得到的承载力、侧移均与试验结果接近,两个方法得到的骨架曲线也基本吻合。     

接缝形式对凹槽浆锚连接装配式混凝土剪力墙抗震性能影响研究

为研究不同接缝形式（水平接缝、竖向接缝、竖向和水平接缝）的凹槽浆锚连接预制混凝土剪力墙抗震性能,完成1片现浇剪力墙和3片不同接缝形式的预制剪力墙拟静力加载试验,分析了不同接缝形式对预制墙体破坏过程、破坏特征、滞回性能、承载力、延性等的影响。试验结果表明：4片墙体的破坏形式均为受弯破坏;水平接缝装配式剪力墙在峰值荷载前受力性能与现浇剪力墙基本相似,峰值荷载后随着水平接缝处结合面的开裂,水平接缝装配式剪力墙承载力和刚度退化较快;竖向接缝装配式剪力墙抗震性能总体上符合规范GB 50011—2010抗震要求,其延性略低于现浇剪力墙,且预制墙体竖向接缝的后浇部分利于结构的耗能;同时采用竖向和水平接缝装配式剪力墙的峰值荷载与竖向接缝剪力墙的基本一致,而极限位移较现浇剪力墙的低27%,其竖向接缝后浇部分的钢筋配筋率影响剪力墙的承载力。     

预制装配式钢筋混凝土一体化剪力墙抗震性能研究及构造方案优化

针对预制装配式剪力墙结构,提出了内置空心管的混凝土填充墙与实体剪力墙墙肢一同浇筑生产、安装施工的预制一体化剪力墙结构。通过5个外形尺寸、墙肢和连梁配筋相同的混凝土双肢剪力墙的拟静力试验,探究了无填充、砌块砌体填充和一体化整体填充的剪力墙抗震性能,总结了这三类墙体的破坏形态、受力特点、承载与变形能力、刚度、延性和耗能能力的特点。试验结果表明：预制一体化剪力墙在水平往复荷载作用下发生弯剪破坏,相比于无填充墙试件和砌体填充试件,其抗侧刚度和受剪承载力有明显提高,同时具有良好的抗震性能。最后,基于OpenSEES平台对拟静力试验结果进行了有限元验证,得到了吻合程度较好的滞回曲线、骨架曲线及墙肢纵筋应变;根据试验结果与有限元分析,提出了预制一体化混凝土剪力墙结构合理的填充墙构造方案。     

CFRP加固前后L形竖缝装配式耗能剪力墙抗震性能研究

设计2个L形竖缝装配式耗能剪力墙,对其进行低周往复加载试验,并对2个破坏后的试件使用CFRP加固后再进行同样的加载试验,研究加固前后试件的承载力、剐度退化、耗能能力以及延性等性能.结果 表明,L形竖缝装配式耗能剪力墙整体工作性能良好,随轴压比的增加试件的承载力增加,延性有所降低,但位移延性系数均大于或接近3,有较好的变形能力;腹板墙和L形翼墙均表现为弯剪破坏;在使用CFRP加固后,试件的延性、刚度及承载力有所下降,但部分墙肢能满足使用要求.加固前后试件均表现出了良好的耗能能力.     

低轴压比耗能预制剪力墙抗震性能试验研究

装配式剪力墙结构存在大量的节点和接缝连接,这些连接是结构体系的薄弱环节。制作3个不同截面形式（一字形、T形、L形）的预制装配式混凝土剪力墙试件,依据“强水平缝,弱竖缝”的设计理念,墙体与底座之间采用混凝土现浇连接以达到强连接的目的,竖直方向设置宽250 mm竖缝,并在竖缝中装配3个软钢阻尼器。对其进行轴压比0.1条件下的低周反复荷载试验,研究试件在低轴压下的抗震性能。试验结果表明,使用软钢阻尼器连接的三种截面形式的剪力墙整体工作性能及耗能能力良好,各试件的位移延性系数均在2.5以上,具有良好的变形能力,低轴压比下边缘约束构件形式不同其承载力大小不同,软钢阻尼器平面内工作性能良好,且先于墙体钢筋参与耗能,达到预期效果。     

带竖缝T形装配式剪力墙抗震性能试验研究

为了减少装配式剪力墙边缘构件现浇的问题,提出了一种带竖向拼缝的新型T形装配式混凝土剪力墙连接方式,即只对上部暗梁连接处进行现浇连接,从而方便施工,提高装配率。为了验证该新型装配式剪力墙的可行性,对装配式和现浇的T形剪力墙进行拟静力试验,重点分析连接处暗梁高度对T形剪力墙的滞回性能、刚度退化、延性以及耗能能力等的影响规律。试验结果表明:带竖缝T形装配式剪力墙的最终整体破坏模式为腹板墙外侧边缘构件底部的混凝土压碎破坏,上部暗梁连接处为局部剪切破坏,构件整体呈现弯曲破坏形态,与现浇构件类似;同时,该T形装配式剪力墙的滞回曲线饱满且呈非对称,表明其具有良好的耗能能力。此外,与相应的现浇剪力墙对比,该T形装配式剪力墙的承载力降低,变形能力和耗能能力差异不大。     

低轴压比半装配式单排配筋再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

半装配式单排配筋混凝土剪力墙是由带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头钢筋的下层预制剪力墙、上下墙体间坐浆层、纵横墙交接处的现浇暗柱等组成。下层预制剪力墙顶部的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接。通过4个低轴压比、不同剪跨比的工字形单排配筋再生混凝土剪力墙试件（包括2个半装配式、2个现浇式剪力墙试件）的低周反复荷载试验研究,分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回特性等,研究其损伤演化过程和破坏机制。结果表明：剪跨比1.0时,剪力墙呈剪切破坏,试件的承载力较高,剪跨比15时,剪力墙发生以弯曲破坏为主的弯剪破坏,承载力较低,但延性较好;在设计轴压比0.15下,半装配式单排配筋剪力墙的综合抗震性能与现浇剪力墙接近,可用于低、多层建筑结构中。     

改善高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究

通过四片高强度混凝土剪力墙试件）有整体墙和墙板中开竖缝墙）在低周反复荷载作用下的试验，研究开竖缝数量及长度（即墙板柱的剪跨比）对剪力墙的刚度、载力、延性、能耗、破坏形态等抗震性能的影响，结果表明，在剪力墙板中合理地设置竖缝，可使其弹性刚度、承载力变化不大的情况下，较大幅度地提高它的延性，塑性变形和耗能力。