火灾后混凝土短肢剪力墙抗震性能的试验研究

通过对6榀火灾后混凝土短肢剪力墙试件和1榀未受火对比试件的拟静力试验,研究受火时间、轴压比、暗柱和暗支撑的设置对混凝土短肢剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性比、骨架曲线、滞回耗能等性能的影响。利用Park损伤评价模型对受火前后短肢剪力墙的抗震性能损伤进行评估,提出一种能反映火灾高温对短肢剪力墙抗震性能损伤加大程度的评价指标。借鉴规范的常温下混凝土剪力墙抗剪承载力的计算方法,建议四周受火后混凝土短肢剪力墙抗剪承载力的计算公式。结果表明:火灾后短肢剪力墙的承载力随受火时间的增加而降低。轴压比为0.2的短肢剪力墙受明火60min、120min后,承载力较未受火时分别降低7.3%、19.6%。轴压比可提高火灾后短肢剪力墙的承载力。受明火60min后,轴压比为0.2、0.3的短肢剪力墙的承载力分别较轴压比为0.1时提高24.6%、51.7%。暗柱和X形暗支撑均可提高火灾后短肢剪力墙的刚度和耗能,但暗柱不会提高承载力,而后者对承载力有提高作用。受火前后短肢剪力墙的滞回规则明显不同。     

竖向钢筋套筒浆锚连接的预制剪力墙抗震性能非线性有限元分析

在低周反复荷载试验的基础上,对套筒灌浆连接的预制装配式剪力墙进行有限元分析,模拟分析轴压比、配筋率和配箍率等因素对剪力墙承载力和变形能力的影响。用ABACUS建立剪力墙非线性有限元模型,对比分析结果与试验结果,验证了有限模型的合理性。有限元模型可模拟实际预制剪力墙的受力性能,轴压比、配筋率、配箍率、混凝土强度对套筒灌浆连接的预制装配式剪力墙的承载力和变形能力影响较大,套筒位置、套筒数量对其影响较小,对这些参数进行合理的调整可以提高预制剪力墙的抗震性能。     

装配式部分外包组合短肢剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配式部分钢-混凝土组合短肢剪力墙(装配式PEC短肢剪力墙)的抗震性能,进行3个剪跨比为2. 5的装配式PEC短肢剪力墙进行拟静力试验,研究中等轴压比下装配式PEC短肢剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到试件滞回曲线、骨架曲线等数据,分析承载力、延性、刚度和耗能等性能指标,对比3种构造对该类构件抗震性能的影响。试验结果表明,装配式PEC短肢剪力墙具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。     

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。     

灌芯装配式混凝土大板剪力墙抗震性能试验研究

为了研究灌芯装配式混凝土大板剪力墙的抗震性能,按1∶1比例足尺设计制作了4片剪力墙试件,其中试件SW-1和试件SW-3为两片不同配筋形式的现浇剪力墙构件,试件SW-2和试件SW-4为两片不同配筋及构造形式的灌芯装配式混凝土大板剪力墙构件,试件SW-1和试件SW-2配筋形式相同,试件SW-3和试件SW-4配筋形式相同。试验过程中,构件按照0.2的轴压比施加竖向荷载,并施加水平方向低周反复荷载。试验研究表明:灌芯装配式混凝土大板剪力墙层间位移角满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求,具有较好的耗能能力;灌芯装配式混凝土大板剪力墙灌孔处新、旧混凝土结合较好,没有出现明显的滑移,说明二者可以共同工作;灌芯装配式混凝土大板剪力墙的破坏过程和破坏形态与相同配筋形式的全现浇混凝土剪力墙相似,抗震性能相当。     

新型单面叠合装配式剪力墙抗震性能研究

针对现阶段全预制混凝土剪力墙自重大、现场施工工序复杂,双面叠合剪力墙预制烦琐、效率低的问题,提出了一种新型的单面叠合装配式剪力墙结构。通过拟静力试验对新型单面叠合装配式剪力墙结构的抗震性能进行研究。试验结果表明：新型单面叠合装配式剪力墙结构预制层混凝土和现浇层混凝土结合较好;裂缝发展与现浇剪力墙相似,破坏形态和现浇剪力墙一样均为压剪破坏;单面叠合剪力墙试件的峰值承载力比现浇剪力墙试件高7.2%;极限位移角满足我国规范中要求的弹塑性位移角限值和罕遇地震下的变形要求,能够达到“等同现浇”的效果。     

内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能

为了研究内藏钢桁架组合中高剪力墙的抗震性能,进行了6个1/3缩尺的中高剪力墙低周反复荷载试验,其中包括2个普通混凝土剪力墙、2个内藏钢框架混凝土剪力墙和2个内藏钢桁架混凝土剪力墙,轴压比分别是0.2、0.5。在试验研究基础上,对比分析了两种轴压比下各剪力墙的承载力、刚度、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。试验及分析表明:在不同轴压比下,内藏钢桁架混凝土组合中高剪力墙的抗震性能比普通混凝土中高剪力墙的抗震性能显著提高;高轴压比下各剪力墙的承载力比低轴压比下相应剪力墙的承载力明显提高,但其延性及耗能能力降低。     

预制混凝土装配整体式剪力墙的抗震性能试验研究

为研究一种具有新型连接方式预制混凝土装配整体式剪力墙的抗震性能,完成了四榀剪力墙试件的低周反复试验。在此试验的基础上,对此种连接方式剪力墙的受力特点、抗震性能以及有关的构造问题进行了较为深入的研究。结果表明:试验的预制装配剪力墙具有和现浇剪力墙基本相同的承载能力、抵抗变形能力及抗震性能。经过良好的设计施工,此种连接方式的预制剪力墙的抗震性能完全能够满足预期要求。     

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。     

新型模块化自保温混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究新型模块化装配式自保温混凝土剪力墙在不同轴压比作用下的抗震性能,设计并制作了4组共12个混凝土剪力墙试件,所有试件均为配筋相同的一字型剪力墙,两端设置暗柱,包括1组实心现浇对比剪力墙试件,1组预制空心后填实剪力墙试件和2组新型自保温预制混凝土剪力墙试件,对其进行低周反复加载试验。采用ABAQUS有限元软件建立自保温混凝土剪力墙精细化有限元分析模型。试验结果表明,在3种设计轴压比下,自保温预制剪力墙的平均屈服荷载和平均峰值荷载均与预制实心剪力墙近乎相等;自保温预制剪力墙的延性系数和累积耗能均低于预制实心剪力墙;自保温预制剪力墙的刚度退化规律与预制实心剪力墙相近。在三种设计轴压比下,当顶点水平位移在±20mm以内时,在相同顶点水平位移下自保温预制剪力墙和预制实心剪力墙的耗能系数接近;当顶点水平位移大于±20mm时,在相同顶点水平位移下自保温预制剪力墙的耗能系数略大于预制实心剪力墙。自保温预制剪力墙试件峰值荷载的数值模拟结果与试验结果的误差在5%以内,满足工程精度要求。     

钢板焊接连接的带水平接缝装配式RC剪力墙抗震性能试验研究

为了研究采用钢板焊接连接的带水平接缝预制装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,设计了4个装配式钢筋混凝土剪力墙足尺试件并进行低周往复水平荷载试验,研究参数包括连接钢板厚度、侧向钢板设置和轴压比。结果表明：各试件均为压弯破坏,水平承载力在186~288kN之间,极限位移在25.74~29.37mm之间,滞回曲线为饱满的弓形,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢;在连接钢板满足强度要求前提下,增大连接钢板厚度、增加侧向钢板对剪力墙的延性、刚度、承载能力和耗能能力影响较小;提高轴压比可以明显提高装配式剪力墙的刚度和承载能力,但会降低其耗能能力。采用ABAQUS有限元软件对装配式剪力墙抗震性能进行分析,所建立的有限元模型可以较好地模拟装配式剪力墙的受力性能。通过对比采用规范公式计算的承载力与试验承载力,表明可以采用JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中的公式计算文中装配式剪力墙的承载力,并给出了连接钢板的计算方法。     

低轴压比下预制边缘构件双面叠合剪力墙抗震性能试验研究

预制边缘构件双面叠合剪力墙是一种预制率更高的装配式剪力墙,针对底部拼缝处变形集中问题,通过1个设计轴压比0.2的预制约束边缘构件与2个设计轴压比0.1的预制构造边缘构件的双面叠合剪力墙高墙足尺(高宽比为2.0)的低周水平往复加载试验,分析轴压比、边缘构件形式与底部搭接区纵筋插筋面积增加率(0％、25％与33％)对该类剪...     

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。     

装配式粉煤灰混凝土剪力墙的抗震性能模拟

粉煤灰混凝土具有节约资源,提高混凝土工作性能的优点。为研究粉煤灰混凝土剪力墙抗震性能,本文以普通混凝土装配式剪力墙模型为基础,建立粉煤灰取代量为30%的剪力墙有限元模型,用大型通用有限元软件ABAQUS进行低周反复荷载模拟。同时考察轴压比、边缘构件配筋率、墙身配筋率等参数对模型的影响。结果表明,粉煤灰混凝土剪力墙同样满足抗震性能要求。     

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。     

装配整体式双钢板组合剪力墙抗震性能试验研究

双钢板组合(DSC)剪力墙应用于装配式钢结构建筑时，需要在施工现场浇筑混凝土，施工效率低，施工工艺复杂，湿作业量大，人工成本高，不满足建筑工业化的要求。为此，研发了装配整体式钢板组合(MPDSC)剪力墙，即在工厂预制标准化剪力墙构件，在施工现场采用少量焊接和后灌浆工艺直接装配，有效提高了施工效率。为研究MPDSC剪力墙的抗震性能，以水平接缝端柱连接方式、轴压比为主要参数，设计了1个DSC剪力墙对比试件和4个MPDSC剪力墙试件，对其进行拟静力试验。结果表明：MPDSC剪力墙破坏模式为典型压弯破坏，端柱、墙体底部钢板屈曲，屈曲波分布在基础梁上部加劲板顶端至距其100～200 mm高度范围内，内填混凝土压溃；MPDSC剪力墙滞回曲线呈梭形，峰值荷载较DSC剪力墙的约提高5%,位移延性系数大于3,当轴压比为0.2和0.4时，平均屈服位移角分别为1/186、1/157,平均破坏位移角分别为1/53、1/35,满足JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》中弹性及弹塑性移角限值要求；水平接缝位于剪力墙中部时，端柱连接方式对MPDSC剪力墙的整体抗震性能指标影响较小，因此，可以采用施工方法...     

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。     

不同轴压比免模保温剪力墙抗震性能试验

为研究不同轴压比对免模保温剪力墙平面内抗震性能及墙体协同工作性能的影响,开展了3片轴压比分别为0,0.1和0.2的免模保温剪力墙结构模型的拟静力试验;观察并记录了墙身两侧混凝土预制模块裂缝发展及分布情况,得到试件的位移延性系数、滞回曲线和骨架曲线等试验数据;综合分析各曲线和破坏形态得到了免模保温剪力墙在低周反复荷载作用下的破坏机理。结果表明:破坏过程可分为未开裂阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段;试验过程中3片墙体裂缝开展均匀,具有较好的协同工作性能,破坏时墙角均出现混凝土大幅压碎现象;随着轴压比的增加,预制模块的开裂荷载逐渐增加,且水平裂缝的位置逐渐靠下,极限承载力及刚度都得到提高,而延性有所降低;该研究为深入认识免模保温剪力墙的破坏模态和抗震性能提供了必要的科学依据。     

内置压型钢板装配式宽连梁构件抗震性能研究

为提高装配式结构预制程度、解决剪力墙结构连梁剪压比不足问题,保证结构抗震性能,提出一种内置压型钢板装配式宽连梁.首先通过拟静力试验研究了内置压型钢板装配式宽连梁剪力墙抗震性能,然后通过结构数值模拟研究了采用该型连梁的12层剪力墙结构在地震波作用下的动力响应.研究结果表明:内置压型钢板装配式宽连梁剪力墙试件在水平往复荷载作用下,发生弯剪破坏,延性较好、耗能能力较强,与现浇连梁的剪力墙结构相比,采用压型钢板装配式宽连梁剪力墙结构抗震性能明显改善.     

剪跨比为1的内置钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为改善复杂高层建筑中剪力墙的抗震性能,进行剪跨比为1的2个无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件和12个有内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的低周反复加载试验,揭示轴压比和内置钢板厚度（即墙身含钢率）对试件抗震性能的影响规律。结果表明,相对于无内置钢板的型钢混凝土剪力墙试件而言,内置钢板-混凝土组合剪力墙试件的承载能力、变形能力和耗能能力均显著提高,但是要使这三者综合最佳,应该将墙身含钢率控制在一定范围内,且设计轴压比应控制在0.50以内。