不同榫卯板构造的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

对1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和2个装配整体式剪力墙剪力墙试件进行拟静力试验,研究剪跨比为1.5的装配整体式剪力墙的抗震性能以及榫卯板构造对榫卯接缝的连接性能的影响.结果 表明:榫卯接缝整体性良好,接缝开裂时试件位移角远大于1/1000;装配整体式剪力墙的破坏区域主要集中在榫卯接缝处,峰值荷载时墙体根部混凝土基本完好,承载力低于现浇钢筋混凝土剪力墙,但刚度退化速率小于现浇钢筋混凝土剪力墙,变形能力、累计耗能大于现浇钢筋混凝土剪力墙,峰值荷载后装配整体式剪力墙进入墙柱组合体受力阶段,承载力下降减缓,位移角达到1/25时仍保持水平和竖向承载力;榫卯板横向凹槽底部与竖向孔洞内侧是否平齐对墙体承载力基本没有影响,但平齐构造可延缓榫卯接缝破坏,有助于提高墙体的刚度和耗能能力.     

带底部后浇区的装配式剪力墙水平拼缝性能试验及有限元分析

针对一种在剪力墙底部预留后浇区、后浇区内竖向分布钢筋搭接连接的新型装配整体式剪力墙,进行一批剪力墙试件的水平低周往复加载试验,研究其水平拼缝的抗震性能。选取剪跨比分别为1.03、1.25和1.60的3组9个带底部预留后浇区的试件进行试验和有限元分析,研究预制试件拼缝截面的剪力分布及临近的钢筋应力分布。研究结果表明:预留后浇区形成的水平和竖向拼缝对该新型装配整体式剪力墙的裂缝开展规律及破坏形态无明显影响,宏观力学性能指标与现浇试件基本相同;有限元分析再现了混凝土和钢筋剪力传递的变化过程和分布模式,分析结果与试验结果吻合较好。通过研究提出了装配整体式剪力墙底部预留后浇区的高度、宽度要求以及相应的构造措施。     

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。     

中高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙受弯性能试验研究

为研究轴压比、水平钢筋配筋量对设置现浇边缘构件装配整体式剪力墙的受弯性能的影响,完成了3个装配整体式剪力墙试件和1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件的拟静力试验.试验结果表明:剪跨比为1.5的装配整体式剪力墙的承载力略低于现浇钢筋混凝土剪力墙,但变形能力更好;提高水平钢筋配筋量以及增大轴压比,装配整体式剪力墙墙体破坏区域向榫卯接缝和中部竖向通孔等位置处发展,墙体根部混凝土压溃区域面积减小,墙体承载力及正常使用阶段的刚度增大;装配整体式剪力墙榫卯接缝连接性能良好,能够保证墙体的整体性.     

不同接缝构造的装配整体式剪力墙受力性能试验研究

对1个钢筋混凝土剪力墙试件、1个后浇带连接的预制混凝土剪力墙试件和1个榫卯接缝连接的装配整体式剪力墙试件开展拟静力试验研究,研究了不同构造接缝的连接性能及其对墙体受力性能的影响.结果 表明,榫卯接缝的连接性能较好,可保证墙体的整体性,对受弯承载力无不利影响;峰值荷载后,沿榫卯接缝的横向凹槽底部截面形成竖向裂缝,有助于提高墙体的变形能力,减小根部混凝土压溃区域;后浇带接缝剪力墙开裂较早且发展较快,对承载力影响较大,榫卯接缝的连接性能优于后浇带连接接缝.     

复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙抗震性能试验研究

复合齿槽U型筋搭接连接装配式混凝土剪力墙由预留复合齿槽区预制墙体、暗柱及上下层墙体U型筋连接节点组成。为研究该装配式剪力墙的抗震性能,通过1个现浇和3个预制剪力墙试件的低周反复加载试验,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回特性、承载力、延性、刚度退化和钢筋应变。结果表明：所有剪力墙破坏形态均为暗柱纵筋压屈、墙体两侧底部混凝土压碎剥落的压弯破坏;采用双填料口能够保证复合齿槽后浇区混凝土的密实度,复合齿槽区形成的暗梁对墙体底部具有强化作用;剪力墙竖向分布钢筋采用U型筋在复合齿槽区搭接连接能够有效传递钢筋应力;相同轴压比条件下,预制剪力墙承载力约为现浇剪力墙的90%;预制剪力墙的极限位移角为1/72~1/51,平均位移延性系数均大于5;同一位移下,预制剪力墙的累积耗能略大于现浇剪力墙。可采用GB 50010—2010中建议公式计算复合齿槽U型筋搭接连接装配式剪力墙的压弯承载力,计算结果偏于安全。     

预制空心板剪力墙抗震性能试验研究

装配整体式空心板剪力墙结构(EVE)采用钢筋间接搭接实现上下层预制墙、同层相邻预制墙的连接。通过3个空心板剪力墙的拟静力试验,研究钢筋间接搭接、接缝构造、灌孔构造边缘构件的可行性。结果表明：竖向孔、水平孔内连接钢筋与对应的空心板内竖向、水平钢筋同一位置应变随水平力的变化规律相同,空心板剪力墙边缘构件竖向钢筋、竖向接缝水平钢筋间接搭接可依靠桁架机制有效传递钢筋拉压力;试件均实现了预期的破坏模式,竖向孔、水平孔内后浇混凝土可与空心板共同工作;压剪破坏的空心板剪力墙受剪承载力试验值为JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)现浇剪力墙公式计算值的1.77倍,压弯破坏的空心板剪力墙受弯承载力试验值为《高规》现浇剪力墙公式计算值的1.15~1.23倍,可按《高规》现浇剪力墙斜截面受剪承载力、正截面受压承载力计算方法计算EVE空心板剪力墙的承载力;空心板剪力墙极限位移角为1/66~1/54,满足罕遇地震作用下剪力墙结构弹塑性变形能力的要求;灌孔边缘构件可采用全预制构造(竖向钢筋间接搭接,箍筋布置于空心板内)代替半预制构造(竖向孔内竖向钢筋贯通,箍筋布置于竖向孔内);空心板剪力墙水平接缝具有良好的抗滑移能力。     

采用全装配水平接缝的预制混凝土剪力墙抗震性能研究

提出一种“螺栓-钢连接件-套筒”形式的全装配预制混凝土剪力墙水平接缝方案。为研究该水平接缝的工作性能,设计了普通剪力墙和采用全装配式水平接缝的预制混凝土剪力墙,完成了低周反复静力加载试验,利用有限元方法对其进行数值模拟,分析了全装配式水平接缝方案套筒布置与搭接钢筋直径对墙片水平受剪承载力的影响。研究结果表明：普通墙和预制墙的破坏形式均为受弯破坏,极限位移角相近,分别为1/43和1/45,预制墙水平受剪承载力比普通墙稍高,延性和耗能比普通墙略差。由钢筋破坏形态和应变结果可知,套筒能有效传递钢筋内力,水平接缝为墙片提供了可靠的竖向连接,采用全装配式水平接缝方案的预制混凝土剪力墙总体抗震性能良好。数值模拟结果与试验结果基本吻合,套筒布置与搭接钢筋直径对墙片水平受剪承载力具有明显影响,优化套筒布置与搭接钢筋直径可以进一步提高全装配式墙体的水平受剪承载能力。     

大剪跨比预制空心板剪力墙抗震性能试验研究#br#

预制空心板剪力墙结构是一种新型装配式剪力墙结构。为研究预制空心板剪力墙的抗震性能、同层相邻预制空心板的整体性、采用水平插筋间接搭接连接的水平钢筋的抗剪作用、灌孔边缘构件的有效性,完成了6个轴压比设计值为0.3、剪跨比为1.61~2.42、压弯破坏为主的空心板剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明：试件的破坏形态均为压弯破坏,实现了预期的强剪弱弯设计目标,水平钢筋能有效抵抗水平剪力;试件的水平力-位移滞回曲线比较饱满,极限位移角为1/72~1/38,可按现浇剪力墙计算偏心受压空心板剪力墙的受压承载力;同层相邻空心板之间竖向接缝的开裂宽度小,接缝两侧构件竖向错动小,斜裂缝在竖向接缝处连续,直接拼接连接、后浇竖向拼缝连接都能使空心板成为整体;采用灌孔边缘构件的空心板剪力墙,其抗震性能满足现行规范要求。     

装配复合模壳体系混凝土剪力墙抗震性能试验研究

装配复合模壳体系剪力墙是一种新型的免拆模现浇混凝土剪力墙。进行了6个装配复合模壳体系剪力墙试件的拟静力试验,其中试件的剪跨比包括1.75和1.0,试验轴压比包括0.11、0.25和0.38。研究了模壳剪力墙试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度、耗能与位移延性等抗震性能和极限承载力,并与整浇剪力墙试件进行对比,分析了拼缝连接钢筋构造以及模壳对模壳剪力墙抗震性能的影响。结果表明：模壳试件均为受弯破坏,破坏时试件两端根部模壳剥裂,且轴压比为0.38的试件的墙身下部模壳出现胀裂;模壳试件与整浇试件的滞回曲线相似,均较为饱满;达到峰值荷载前,模壳试件的刚度比整浇试件的略大,但破坏时二者刚度基本相同;模壳试件位移延性系数为2.46~4.71,极限位移角为1/50~1/38,具有较好的延性性能;模壳试件的极限承载力与整浇试件相当,二者之比平均为1.04;对边缘构件竖向纵筋采用逐根搭接、对竖向分布纵筋采用双排或单排钢筋搭接以及对水平分布纵筋采用双排钢筋搭接的构造做法,能保证装配复合模壳体系剪力墙的有效传力。最后,进行装配复合模壳体系剪力墙受力分析,并提出了相关设计建议。     

装配整体式混凝土框架梁柱组合体抗震性能试验研究

为研究基于GB/T 51231—2016《装配式混凝土建筑技术标准》改进的新型配筋构造的装配整体式混凝土框架梁柱组合体的抗震性能,进行了4个梁柱组合体试件的拟静力试验。试件的受力纵筋和箍筋均采用HRB500钢筋,且为满足易施工性的要求,试件中的预制柱采用大直径大间距纵筋,叠合梁采用大肢距组合封闭箍,后浇梁柱节点区则采用了并箍等配筋构造。研究了梁柱组合体的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性等抗震性能,并分析了各变形成分对柱顶侧移的贡献比例。结果表明：当层间侧移角为1/1800时,梁端接缝即出现开裂;组合体均发生梁端接缝受弯破坏,且破坏集中在接缝较小范围内;柱端荷载-位移滞回曲线形状均较为饱满,耗能能力较好;位移延性系数为3.04~3.91,极限侧移角为1/38~1/33,具有较好的延性;破坏时,梁端接缝滑移产生的侧移占总侧移的7%~12%,设计时需予以考虑;按梁端接缝受弯承载力确定的水平极限荷载计算值与试验值之比为0.83~0.89,仍具有一定的安全储备,但对弯剪复合受力下梁端接缝承载力的计算方法值得进一步研究;叠合梁和后浇节点区的配箍形式对试件的抗震性能及承载力影响不大,但梁腹接缝处配置附加抗剪纵筋可减小接缝滑移并提高试件的承载力。研究结果表明所采用的配筋构造能保证装配式梁柱组合体具有足够的抗震性能,可为工程应用提供参考。     

自密实再生块体混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

为了对再生块体混凝土叠合剪力墙的安全性鉴定和抗震加固提供参考,通过1片预制普通混凝土墙板内现浇自密实混凝土叠合剪力墙和3片预制普通混凝土墙板内现浇自密实再生块体混凝土叠合剪力墙的低周反复荷载试验,研究了不同废旧混凝土块体取代率、轴压比和边缘约束构件钢管厚度对剪力墙抗震性能的影响,对比分析了各剪力墙的破坏形态、滞回曲线、...     

冷挤压套筒连接RC装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决RC装配式剪力墙钢筋连接施工和质量检验困难的问题,提出了一种采用冷挤压套筒钢筋连接方式的装配式剪力墙构造形式。为探明此连接方式装配式剪力墙的可行性及其抗震性能,完成7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙对比试件的拟静力试验。对试件的水平荷载-侧移曲线及其特征点、钢筋应变进行了分析。结果表明：装配式剪力墙试件和现浇剪力墙试件均为压弯破坏。在简化构造的情况下,冷挤压套筒连接能有效传递钢筋拉压力。采用该连接的装配式剪力墙具有良好的抗震性能,耗能能力、延性均与现浇剪力墙试件接近。在轴压比为0.25~0.6范围内,轴压比增大,承载力增大,极限位移角减小;在剪跨比为0.9~1.35范围内,剪跨比增大,承载力减小,极限位移角增大,刚度退化更为平缓。     

预制装配式剪力墙结构节点抗震性能试验研究

为促进建筑工业化和住宅产业化,进行预制装配式剪力墙结构中间层边节点的抗震性能试验研究。对2个现浇试件和3个预制装配试件进行低周反复荷载试验,试验结果表明预制装配试件具有与现浇试件相当的抗震性能。结合ANSYS进行理论分析,考虑到有限元方法的局限性,分析采用正向单调加载模式来近似评价节点在低周反复荷载作用下的抗震性能。有限元分析结果与实测结果能较好地吻合,可用来评价其抗震性能。最后,基于有限元模型探讨节点连接钢筋构造。通过系列工作,为今后预制装配式剪力墙结构的深入研究及推广提供试验及理论基础。     

装配整体式混凝土梁受剪性能试验及有限元分析

梁构件是装配式结构的重要组成部分,为研究其受剪性能,对6个不同结合面形式、不同剪跨比的装配整体式混凝土梁和2个现浇混凝土梁试件进行简支梁静载试验,分析其裂缝发展和破坏形态、钢筋应力应变关系、跨中挠度、延性和抗剪承载力。结合试验,使用ABAQUS建模,对剪跨比和装配式结构结合面企口长度等因素进行拓展。试验结果及有限元分析表明:装配整体式混凝土梁能够达到普通现浇梁的强度,梁的承载力、延性得到提高;装配式梁剪跨比提高,极限承载力降低;结合面形式对极限承载力的影响与梁的破坏形态有关。     

气泡膜成型的预制混凝土构件结合面受剪性能

“等同现浇”装配式混凝土结构通过后浇混凝土将预制混凝土构件连接形成整体,预制构件与后浇混凝土之间的结合面往往需要通过各种工艺形成粗糙面,以保证新、老混凝土的黏结性能。提出一种采用气泡膜成型的预制构件结合面做法,并通过试验研究其受剪性能。试件按双剪试验设计,考虑混凝土强度等级、结合面连接钢筋配置等参数的变化,主要从承载力及延性方面与整体浇筑试件进行对比。试验及分析结果表明,气泡膜成型试件受剪承载力满足设计要求,为整体浇筑试件受剪承载力的71%～93%,延性两者则基本相当;混凝土强度等级的提高可增强试件受剪承载力,连接钢筋可有效改善试件受剪承载力并显著提高延性,由于整浇试件偏弯剪受力状态,导致连接钢筋对整浇试件受剪性能的改善作用较气泡膜成型试件更为明显;在连接钢筋配筋率基本相当的前提下,建议采用直径较小、间距较密的钢筋配置方案。     

Steel–concrete composite shear walls using precast high performance fiber reinforced concrete panels

In this research, seismic performance of composite steel plate shear walls (CSPSWs) using high performance fiber reinforced concrete (HPFRC) panels is experimentally and numerically investigated. Three one‐story one‐bay CSPSW specimens using precast HPFRC panels were designed and fabricated for cyclic quasi‐static experiments. The HPFRC panels of composite shear wall specimens did not have any steel rebars. The main purpose of the study was to understand the effects of rigid and semirigid HPFRC panels on the seismic behavior of the system. Shear capacity, ultimate shear strength, lateral stiffness, energy dissipation, and ductility ratios of the specimens are evaluated. The experimental results demonstrate that specimens were able to resist lateral load up to at least interstory drift of 6%. Using HPFRC panels, CSPSW specimens becomes stiffer in the elastic region, and the yield displacement of the shear wall is decreased; therefore, the ductility ratio of the system is increased. It should be noted that ultimate shear strength, initial elastic stiffness, and energy absorption of specimens with an HPFRC panel on one side or both sides of the infill steel plate were approximately the same. However, using two HPFRC panels is not economical in comparison with CSPSW with an HPFRC panel on one side. Additionally, the second panel increases the seismic mass of the structure.