部分竖向分布钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙抗震性能试验研究

为研究部分竖向分布钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙的抗震性能,完成3个预制墙试件 和1个现浇墙试件的拟静力试验,其中,2个预制墙和1个现浇墙试件的部分竖向分布钢筋套筒挤 压连接,1个预制墙试件的全部竖向分布钢筋套筒挤压连接,试件的剪跨比为1.76、轴压比为 0.3,试件墙端按一级剪力墙底部加强部位构造要求配置箍筋。试验结果表明：预制墙试件和现 浇墙试件均以压弯破坏为主,位移角大于1/150时水平力-位移滞回曲线有一定捏拢,平均割线 刚度退化规律、耗能能力基本相同,预制墙试件的弹塑性变形能力、正截面受压承载力的安全 储备小于现浇墙试件,但其极限位移角大于1/70、正截面受压承载力试验值与计算值之比大于 1.1。位移角不大于1/75时,3个预制墙试件的水平力-位移滞回曲线差别不大、骨架线基本一致 。3个预制墙试件均达到《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)规定的小震、中震和 大震作用下结构抗震性能水准1、4、5对普通竖向构件的要求。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对4个剪跨比为2.11,竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验。其中,3个试件为一字形截面剪力墙,轴压比分别为0.5、0.6和0.2;1个试件为T形截面剪力墙,轴压比为0.5。试验结果表明：剪力墙以压弯破坏为主,边缘构件竖向钢筋受拉屈服、墙底两端混凝土受压破坏;水平荷载 位移滞回曲线有一定程度捏拢;一字形截面剪力墙及T形截面剪力墙翼缘端受压时极限位移角不小于1/80,T形截面剪力墙腹板端受压时极限位移角为1/110;对于偏心受压承载力试验值与GB 50010-2010规范公式计算值之比,一字形截面剪力墙约为1.20,T形截面剪力墙翼缘端受压和腹板端受压时分别为1.04和1.11;套筒挤压连接能有效传递钢筋拉、压荷载作用。竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能满足现行规范的要求。     

带接缝连接梁的预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究

采用钢筋混凝土接缝连接梁来实现预制墙体竖向钢筋的连续性连接。通过6个高宽比为1.7、不同截面高度和位置的接缝连接梁预制混凝土剪力墙的低周反复加载试验,分析了试件的破坏形态、顶点荷载-位移滞回曲线、承载力、变形能力、刚度退化等特性,并与整体现浇墙体进行对比。试验结果表明：预制墙体试件与整体现浇墙体试件的破坏模式、破坏形态基本相同,均为墙体角部混凝土压碎、钢筋拉断或屈曲;预制墙体试件的水平承载力相当,略低于现浇墙体,接缝连接梁的位置及截面高度对承载力有一定程度的影响;预制墙体试件的变形能力略小于现浇墙体试件,但极限位移角均超过1/100;接缝连接梁可以有效传递荷载。     

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。     

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。     

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。     

环筋扣合锚接连接预制剪力墙抗震性能试验研究

对15个混凝土剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究环筋扣合锚接连接预制剪力墙的抗震性能,考察不同连接形式、不同钢筋配置、不同轴压比等参数影响下剪力墙试件的承载力、滞回特性及破坏机理。试件按纵筋直径和混凝土强度等级的不同分为3组,每组包括2个现浇试件（1个为钢筋贯通连接,1个为纵筋搭接连接）和3个采用环筋扣合锚接连接现浇带的预制试件（其中1个为箍筋加密试件）。试验结果表明：预制剪力墙试件与现浇试件的破坏模式一致,均为压弯破坏;箍筋加密预制剪力墙试件的极限位移角在1/82~1/50之间,其承载力、耗能、延性等性能与全预制试件基本相同,环筋扣合锚接连接剪力墙试件具有良好的抗震性能,可以用于装配式剪力墙结构的建造。     

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。     

装配整体式连梁抗震性能试验研究

装配整体式连梁由预制窗下墙、现浇带和预制窗上墙组成。为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成9个5种跨高比连梁试件的拟静力试验,其中4个试件的窗下墙与现浇带之间采用钢筋套筒灌浆连接,4个试件的窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接,1个试件由现浇带和窗上墙组成。试验结果表明:连梁以弯曲破坏为主,连梁与墙肢交界面开裂,两端或角部混凝土压碎,受弯裂缝与斜裂缝布满连梁;窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接的试件,窗下墙与现浇带分开(除两端外),形成2根连梁;连梁端弯矩-转角滞回曲线有一定程度的捏拢;连梁的极限位移角(正反向加载的平均值)为1/24~1/60,具有很好的弹塑性变形能力,跨高比为1.5的连梁试件的极限位移角小于同一类型跨高比为2.0及2.4的连梁试件;可按整体连梁采用规范公式计算装配整体式连梁的受弯承载力;窗下墙与现浇带之间是否采用钢筋套筒灌浆连接,对连梁的承载力及滞回性能影响不大。     

不同竖向钢筋连接方式对装配式剪力墙抗震性能的影响

对3片钢筋混凝土剪力墙试件进行低周往复加载试验,其中1片为现浇剪力墙试件,其余2片为竖向钢筋采用不同连接方法的装配式剪力墙试件。结果表明:装配式剪力墙试件与现浇剪力墙试件相比,其破坏模式有所区别,现浇剪力墙试件表现为弯剪破坏,其余2片装配式剪力墙试件表现为弯曲破坏;采用镀锌波纹管浆锚搭接和采用U型套箍搭接的连接方式传递钢筋应力效果良好,且采用这两种连接方式的试件的位移延性系数和承载力比现浇剪力墙试件更高,刚度和现浇剪力墙试件相当,但耗能能力低于现浇剪力墙试件;基于试验数据,对装配式剪力墙的进一步研究提出了建议,同时通过ABAQUS软件进行有限元分析并对试验结果进行验证,有限元模拟结果与试验结果基本吻合。     

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。     

钢筋混凝土自复位剪力墙抗震性能试验研究

自复位剪力墙是通过无黏结预应力钢绞线将预制墙板与预制墙板/基础连接成整体,其震后恢复能力良好。通过1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和3个自复位剪力墙试件的拟静力试验,研究了地震作用下自复位剪力墙的破坏特征、滞回性能、自复位特性及耗能能力等。研究结果表明：与现浇剪力墙相比,自复位剪力墙震后残余变形较小,破坏轻微,易于修复;自复位剪力墙滞回曲线捏拢明显,滞回环呈旗帜形;随着弯矩贡献比的增大,试件的自复位能力逐渐提高,但耗能能力有所下降。     

套筒灌浆缺陷对装配式混凝土柱抗震性能影响的试验研究

为研究套筒内部的灌浆缺陷对装配式构件抗震性能的影响,完成4个剪跨比为5、轴压比为0.3的装配式混凝土柱的拟静力试验。试件BM-01灌浆饱满作为对比试件,试件QX-01~03分别减少1根、2根和3根纵筋与灌浆料锚固长度的50%以模拟灌浆缺陷(每个试件共8根纵筋)。试验结果表明,试件BM-01钢筋与灌浆料黏结良好;荷载-位移滞回曲线饱满且正负方向对称,耗能性能良好。缺陷试件破坏时在柱底坐浆层形成主水平裂缝;钢筋与灌浆料间产生滑移;随灌浆缺陷的增加,荷载-位移滞回曲线的捏缩效应和不对称性越发明显。灌浆缺陷导致试件承载力和延性性能的降低,缺陷试件负方向(灌浆缺陷套筒受拉)的峰值荷载和极限荷载为饱满试件相应值的70%~90%;灌浆缺陷最大的试件QX-03延性系数仅为饱满试件BM-01的58%。随着灌浆缺陷和水平位移的增大,缺陷试件的刚度和耗能性能相对于饱满试件加速下降。在层间位移角θ=1/50时,缺陷试件的刚度约为饱满试件BM-01的70%~90%;耗能为饱满试件BM-01的75%~95%。     

Experimental study on shear behavior of two‐way hollow core precast panel shear wall with vertical connection

The two‐way hollow core precast panel (TWHCPP) exhibits good seismic performance. In this study, the shear behavior of the TWHCPP shear wall with vertical connections was investigated. Specifically, five shear wall specimens, which comprised one cast‐in‐place shear wall, one TWHCPP shear wall without vertical connections, and three TWHCPP shear walls with vertical connections, were investigated experimentally. The TWHCPP shear walls were also modeled through numerical simulation. The experimental and numerical results indicate that the TWHCPP shear wall specimens with vertical connections exhibit monolithic load‐bearing mechanisms before the peak point, which is similar to the cast‐in‐place shear wall specimen. When the peak point of the TWHCPP shear wall specimen was attained, vertical slits were formed in the vertical connection and major vertical crack regions, which divided the shear wall panel into multiple vertical concrete straps. Subsequently, the load‐bearing mechanism of the TWHCPP shear wall transformed to multiple vertical concrete straps working cooperatively with transverse reinforcements. Therefore, the brittle diagonal tension failure mode could be avoided, and a good hysteretic performance could be achieved. The outcomes of this study are expected to provide a useful reference for the application of the TWHCPP shear wall.     

预制式构造柱约束墙体抗震性能试验研究

基于村镇砌体结构房屋的造价水平及施工条件,提出了2种预制式构造柱技术。进行了5个预制式构造柱约束墙体试件(3个预制式构造柱1约束墙和2个预制式构造柱2约束墙)的低周反复加载试验。对比分析了两种预制式构造柱与现浇构造柱在改善墙体破坏特征、滞回耗能特性、变形能力及刚度退化特征等方面的作用。试验结果表明,两种预制式构造柱可使墙体的裂缝发展更充分,能够提高墙体的耗能能力及变形能力,对刚度退化特征的影响不大。作为经济实用的构造柱技术,可在村镇建筑中使用。