预制装配式型钢混凝土剪力墙型钢节点连接性能试验研究

根据大力发展装配式结构的国家战略趋势,提出了预制装配式型钢混凝土剪力墙结构体系,在该结构体系的型钢边框连接节点采用了灌浆销栓式套筒连接方式。由于节点连接性能是决定预制装配式型钢混凝土剪力墙结构整体性能的关键,必然要对相应的节点连接方式展开全面研究。本文针对此预制装配式型钢混凝土连接节点,通过单向拉伸试验,全面分析了锚固长度、套筒壁厚、销栓直径等因素对节点连接性能的影响,并针对试验结果分析给出了各影响因素的限定条件和设计建议。     

预制型钢混凝土剪力墙装配式型钢节点连接性能对比研究

为了响应国家大力推行装配式结构战略的号召,在预制装配式型钢混凝土剪力墙结构体系中采用了新型横向连接节点方式——灌浆销栓套筒式装配型钢节点。对于装配式型钢节点连接方式,通过单向拉伸试验和有限元分析的方法,全面分析了锚固长度、套筒壁厚、销栓直径等因素对节点连接性能的影响趋势,以确定该节点连接方式的实用性和可靠性,保证其连接性能在预制装配式型钢混凝土剪力墙结构体系中的发挥。经对比研究发现:有限元分析与试验研究结果拟合度较高,能够相互印证;销栓直径、套筒壁厚、锚固长度均对节点抗拉性能呈正影响趋势,但影响程度依次降低;销栓直径宜为12 mm以上,套筒壁厚宜为5 mm以上,锚固长度宜为70 mm以上;抗剪键直径可以减小直径,并将分段设置变更为环形设置;对比分析结果可以为装配式型钢连接节点设计提供可靠数据支持。     

装配式型钢混凝土剪力墙抗震性能有限元研究

本文研究一种新型装配式型钢混凝土剪力墙,采用有限元软件ABAQUS分别建立了现浇混凝土剪力墙、边缘构件中型钢贯通的现浇混凝土剪力墙、灌浆套筒连接预制剪力墙、灌浆套筒连接边缘构件中型钢贯通预制剪力墙和灌浆套筒连接边缘构件中型钢非贯通预制剪力墙共5种剪力墙结构模型。分别对这些剪力墙模型进行低周反复加载模拟分析,对比分析结构的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能。分析结果表明:对于同样内置型钢的剪力墙,采用装配式连接方式与现浇连接方式的剪力墙抗震性能基本相同;与无内置型钢的现浇剪力墙和由灌浆套筒连接的剪力墙相比,型钢剪力墙由于在边缘构件中内置型钢,其抗剪承载力明显提高,滞回曲线更为饱满,更加有利于抵抗地震作用。     

型钢连接装配式剪力墙抗震性能研究

采用带锚筋的锚板、腹板、端板以及加劲板作为连接件,可实现相邻上下层预制混凝土墙板之间的干式连接。为研究该新型全装配式剪力墙的受力性能和抗震性能,进行了2个剪跨比为1.916的试件和1个相同剪跨比和配筋率的现浇整体墙体的低周往复拟静力试验,分析了该全装配式剪力墙的承载能力、耗能能力、延性、位移角、耗能效率、刚度退化等性能。研究结果表明：现浇整体墙体和全装配式剪力墙的破坏形式均为受弯破坏,全装配式剪力墙的耗能能力、延性、位移角、耗能效率、刚度退化等抗震性能指标与现浇整体墙体基本接近,但承载力有所提高。全装配式剪力墙从弹性阶段至破坏阶段,型钢连接件依然处于弹性阶段,满足“强节点弱构件”抗震要求。基于试验结果建立了有限元分析模型,对轴压比、高宽比、暗柱纵筋配筋率和型钢节点连接位置等关键参数对型钢连接装配式剪力墙抗震性能的影响开展了研究。     

全尺寸预制装配式剪力墙竖向连接节点受力性能数值分析

为研究预制装配式剪力墙结构竖向连接节点的受力性能,以某预制装配式剪力墙实际工程中的全尺寸墙体为研究对象,采用通用有限元软件ABAQUS,分别建立了现浇与预制钢筋混凝土剪力墙精细化有限元模型,对比分析了不同轴压比下现浇剪力墙试件与预制装配式剪力墙试件的受力性能差异;对于预制装配式试件,通过在接缝处预制与现浇混凝土表面设置摩擦接触来实现其整体性建模,并研究了不同摩擦系数对预制装配式试件承载力的影响。研究结果表明:预制装配式试件的承载力、变形性能与破坏特征同现浇试件大致等同,预制装配式试件的承载力略低,但刚度退化缓慢;轴压比对试件的承载能力有影响,轴压比越大,现浇试件与预制装配式试件的承载能力越高;设置摩擦接触属性时采用不同摩擦系数对预制试件的承载力影响不大。     

现浇与预制装配式混凝土框架节点抗震性能试验

为研究预制装配式混凝土框架结构连接节点的抗震性能,探讨其与现浇混凝土框架结构节点之间的性能差异,设计并制作了2组预制装配式混凝土框架节点试件和1组现浇混凝土框架节点试件,通过试验研究试件的滞回特性、承载能力、位移延性、强度退化和耗能能力等抗震性能及其破坏特征。结果表明:通过合理的设计,预制装配式混凝土框架节点的滞回耗能性能与现浇混凝土框架节点相当,其承载力和初始刚度基本等同于现浇混凝土结构节点,但其承载力退化速度快于现浇混凝土框架节点,屈服后预制构件累积损伤程度较现浇构件严重;预制装配式混凝土框架节点在轴压比较大时,节点破坏较为严重,耗能更多。     

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究北大核心CSCD

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙的上、下层预制剪力墙通过钢筋浆锚搭接连接,预制剪力墙与叠合连梁通过剪力墙预留凹口现浇混凝土及叠合层混凝土连接成整体。为掌握装配式联肢剪力墙的真实抗震性能,制作了1个装配式试件和1个现浇对比试件,并对其进行了低周反复水平荷载试验。通过对比试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度、位移延性及耗能能力等,对装配式试件的抗震性能进行评价。试验及分析结果表明,装配式试件发生与现浇试件相同的墙肢弯剪破坏与连梁剪切破坏,新、老混凝土界面未影响裂缝开展及试件整体性;与现浇试件相比,装配式试件的强度与刚度提高,位移延性有所降低,耗能能力提高;浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能总体上可达到“等同现浇”,可应用于实际工程。     

装配式高强钢筋钢纤维混凝土框架节点抗震性能试验研究

为研究装配式高强钢筋钢纤维混凝土框架节点的抗震性能,对2个预制装配式混凝土节点试件和1个现浇普通混凝土节点试件进行低周往复荷载试验,对比分析装配式混凝土节点试件的破坏特征、滞回特性和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：节点核心区加入工字钢的装配式高强钢筋钢纤维混凝土梁柱中节点试件发生梁端弯曲破坏,满足“强柱弱梁”的抗震设计要求;普通现浇节点和采用钢板焊接端板连接的节点均发生节点核心区剪切破坏,而装配式混凝土节点核心区破坏程度较轻;在节点核心区及后浇区加入钢纤维能减少裂缝宽度,延缓裂缝传播,减轻核心区混凝土剥落程度,改善节点破坏形态;预制装配式混凝土梁柱节点试件的极限荷载、滞回性能和耗能能力均得到提高,刚度退化得到减缓,从而改善预制混凝土框架节点的抗震性能。     

全装配式钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究采用预制剪力墙、预制框架的全装配式RC框架-剪力墙结构的抗震性能,对2榀1/2比例两层两跨RC框架-剪力墙结构子结构模型试件（其中1榀为全装配试件PCFW2,1榀为全现浇对比试件RCFW）进行了低周反复荷载试验,分析了结构的破坏机制、破坏形态、塑性铰开展、滞回性能、位移延性、刚度退化和耗能能力等。结果表明：全装配式试件PCFW2与全现浇对比试件RCFW的开裂荷载相当,破坏过程和最终破坏形态基本相同;灌浆套筒、约束浆锚可有效传递钢筋应力;全装配式试件PCFW2整体性良好,其屈服荷载、峰值荷载、极限荷载均略大于全现浇对比试件RCFW的相应值,但相差不超过13.0%,位移延性系数较全现浇试件RCFW的略低。在大部分受力阶段,试件PCFW2耗能优于试件RCFW。建议全装配式框架-剪力墙结构中剪力墙的边柱（或边缘）纵筋,采用灌浆套筒连接,其余部分采用约束浆锚搭接连接,而框架湿节点处的后浇混凝土采用微膨胀混凝土。     

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。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验与数值模拟

为研究不同螺栓强度等级对新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能的影响,分别对螺栓等级为5.6级和8.8级的梁柱节点进行了足尺试验,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、割线刚度、等效黏滞阻尼系数等抗震性能指标,并基于ABAQUS有限元软件对现浇节点和5.6级螺栓连接的试验节点进行了数值模拟。结果表明:基于5.6级和8.8级螺栓连接的半刚性梁柱节点均具有良好的抗震性能和耗能能力,2组梁柱节点构件的刚度均随着位移等级的增加而逐渐降低,与5.6级螺栓连接的节点相比,8.8级螺栓连接的节点刚度退化速率较快,且正向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的85.42%,负向加载下5.6级螺栓连接节点的极限承载力为8.8级螺栓连接节点的83.68%; 有限元模拟结果具有较高的准确性,能够很好地反映节点构件的抗震性能; 与现浇节点对比发现,现浇节点在耗能能力方面比试验节点好,但试验节点的极限承载力要优于现浇节点; 所得结论可为装配式半刚性梁柱结构的抗震设计提供依据,为新型装配式梁柱节点构件的发展及应用提供参考。     

Experimental study on seismic performance of T‐shaped partly precast reinforced concrete shear wall with grouting sleeves

Prefabricated structure has prominent advantages such as easy control of construction quality, saving fabricating time and natural resources, and reducing environmental pollution and construction noise. The mostly used structural system in high‐rise buildings is reinforced concrete shear wall structure, which has high load capacity and lateral stiffness. Focusing on the connection of reinforcements, three T‐shaped partly prefabricated reinforced concrete shear walls and one cast‐in situ specimen in same dimensions as a control group are tested under low‐frequency cyclic loading to analyze their seismic performances in this paper. During the experiment, the axial compression ratio of specimens is fixed at 0.3, 0.4, and 0.5. Through the observation of phenomena and data analysis, hysteretic curve, skeleton curve, stiffness degradation, ductility, and load bearing capacity are compared and analyzed. The results show that partly prefabricated reinforced concrete shear wall has similar load bearing capacity with the cast in situ specimen, and it also has excellent ductility, stiffness, and energy‐dissipating capacity. The experimental results and analysis indicate that partly prefabricated reinforced concrete shear wall has outstanding seismic performances; under effective and reliable design, it can be used in building structures to play the same role as cast in situ components.     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究及参数分析

为研究装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,对1个整浇节点和2个装配式节点进行了低周往复加载试验,分析了两类节点的破坏形态、滞回性能、刚度退化、延性和耗能能力等,研究了轴压比对节点抗震性能的影响。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,扩充影响参数范围,进一步分析梁纵筋配筋率、后浇区混凝土强度及连接钢板的屈服承载力对节点抗震性能的影响。结果表明：与整浇节点相比,装配式节点具有较高的承载力、刚度和耗能能力,且变形性能相当;轴压比增大时,装配式节点的承载力、刚度及耗能能力显著提高,但延性降低;提高纵筋配筋率和后浇区混凝土强度等级均可改善装配式节点的抗震性能;改变连接钢板的屈服承载力可实现梁端塑性铰向柱外侧转移,当连接钢板与梁纵筋的屈服承载力接近时,钢板可辅助节点进行耗能。     

带现浇暗柱齿槽式预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

介绍了3片剪跨比为2.13的钢筋混凝土剪力墙试件在特定轴压比下的拟静力试验,其中1片为现浇试件CW-1,另外2片为采用预制墙板,两端暗柱与水平齿槽现浇混凝土在墙体底部实现与之连接的预制试件。预制试件的主要区别是一片在齿槽内不设竖向分布钢筋的试件PW-1,另一片齿槽内竖向分布钢筋自由搭接的试件PW-2。试验结果表明：通过齿槽连接的预制墙体,其破坏形态与现浇试件基本相同,墙体两端暗柱底部混凝土受压破坏、竖向钢筋受拉屈服;预制试件的极限位移角为1/48~1/53;齿槽式连接能够保证剪力墙在正常工作状态下的受剪承载力;预制试件PW-2的滞回曲线饱满,受剪承载力与现浇试件相当,其延性性能满足抗震要求,齿槽区域墙体竖向分布钢筋自由搭接的连接方式在一定轴压比下可行,经进一步的试验和分析研究后可推广应用。     

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。     

局部外包钢管装配柱抗震性能及接头正截面承载力计算

进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。     

基于干式节点连接的装配式混凝土框架结构抗震性能评估

对于装配式混凝土框架结构,确保梁柱节点具有足够的刚度和强度对于结构的抗震安全十分重要。提出一种干式梁柱节点连接方式,同时对采用该节点的装配式混凝土框架结构整体进行了抗震性能分析。分析结果表明:采用的混凝土梁柱干式连接节点的滞回性能与现浇节点的滞回性能几乎一致,满足“等同现浇”的要求;采用干式梁柱连接节点的装配式混凝土框架结构的抗震性能良好,干式连接对结构整体抗震承载力和延性的削弱程度有限。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

免模保温剪力墙施工工艺及抗震性能

提出一种由A,B混凝土预制侧模块、现浇混凝土层、保温层以及抗剪连接件构成的免模保温剪力墙,混凝土预制侧模块在工厂制造生产,运输到施工现场,作为现浇混凝土层的模板;通过2片免模保温剪力墙的拟静力试验,考察其施工工艺的可行性,研究A侧预制模块采用不同构造措施时墙体的整体性和协调工作性能,分析了墙体从加载到破坏全过程的破坏形态以及承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化现象、延性性能和耗能能力。根据试验结果给出了该剪力墙在工程应用中的建议。结果表明:该免模保温剪力墙施工简单可行,在A侧预制模块2种不同构造措施下,剪力墙具有良好的整体性及相近的抗震性能。     

Seismic performance of prefabricated shear wall of variable sections with concrete filled steel tube and vertical patchwork

为了研究带竖向拼缝的装配式钢管混凝土剪力墙结构的抗震性能,设计制作了2个带竖向拼缝的的1/3缩尺的两层装配式钢管混凝土剪力墙试件,试件墙肢截面形式分别为L形和工字形。通过对其进行低周往复加载试验,研究2个试件的墙体裂缝开展过程及破坏形态,并通过与带竖向拼缝的一字形墙体试件进行对比,分析不同截面形式的墙体的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化曲线和竖向拼缝的滑移曲线。结果表明,采用套筒灌浆方式连接的钢管节点能够满足受力需求;竖向拼缝的连接方式是可靠的,能够较好地满足结构的整体传力要求;另外,与一字形墙体试件相比,L形墙体和工字形墙体位移延性系数分别提高24.44%和50.38%,承载力分别提高8.94%和26.81%。