预制混凝土剪力墙结构接缝性能研究综述

介绍了国内外预制混凝土剪力墙结构的几种常见形式,着重总结了预制混凝土剪力墙结构的连接方式,提出了一些预制混凝土结构的发展研究建议,指出预制混凝土剪力墙结构是一种工业化程度较高的住宅产业化结构体系,已成为近年来住宅产业化方向的研究重点。     

榫卯式接缝预制混凝土剪力墙受力性能试验研究

为研究榫卯式接缝预制混凝土剪力墙的受力性能,进行了1片现浇钢筋混凝土剪力墙和4片预制混凝土剪力墙在恒定轴力作用下的拟静力试验,分析了榫卯式接缝性能及墙体的抗震性能。结果表明：峰值荷载前,同一位置榫卯式接缝两侧水平钢筋应变基本相同,接缝两侧墙体基本无相对变形。破坏时水平、竖向相对变形仅为0.34、0.79mm,接缝连接可靠,保证了墙体的整体性能。榫卯式接缝预制混凝土剪力墙的受弯承载力、刚度与钢筋混凝土剪力墙基本相当,能够达到“等同现浇”的设计目标;破坏时墙体竖向接缝处混凝土剥落,减小了根部混凝土压溃区域面积,提高了墙体的变形能力;当顶点位移角为1/50时,预制混凝土剪力墙仍保持良好的竖向承载能力;提高边缘构件纵筋配筋率,墙体承载力提高,破坏区域更加集中在墙体的接缝处,延缓了根部混凝土的压溃。     

装配式剪力墙槽口-无粘结水平接缝的抗剪承载力研究

根据槽口-无粘结水平接缝的抗剪机理,考虑接缝处灌浆料、轴压比及连接钢筋的抗剪作用,提出该接缝的抗剪承载力计算公式。利用常规接缝的试验结果验证有限元模拟正确后,参考该模拟方法验证槽口-无粘结水平接缝抗剪承载力计算公式的正确性。分析槽口数量对公式各部分承载力的影响规律,并与常规接缝的抗剪承载力进行对比,结果表明:随着槽口数量的增加,槽口-无粘结水平接缝的抗剪承载力增加,其中,斜压杆的抗剪承载力比例增加,滑移面的剪切摩擦力比例与连接钢筋的抗剪承载力比例均减小;槽口-无粘结水平接缝的抗剪承载力比常规接缝的抗剪承载力提高很多。     

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。     

双钢板-混凝土组合剪力墙压弯承载力数值模型及简化计算公式

基于双钢板-混凝土组合剪力墙构件材料的单轴本构关系,研发了分析组合剪力墙压弯性能的弹塑性数值模型,对构件的弯矩-曲率曲线以及压弯相关关系曲线进行分析,并对压弯承载力进行计算,该模型计算结果与有限元分析结果、试验结果吻合良好。基于该模型对组合剪力墙中部墙体承担弯矩比例进行统计,结果表明,组合剪力墙中部墙体在受弯过程中承担比例较大,设计中不可忽略。对组合剪力墙压弯承载力进行数值计算和参数分析,研究了极限状态下影响压弯承载力关键因素,并基于关键参数提出计算该类组合剪力墙极限状态压弯承载力的简化计算公式,将该简化公式计算结果与数值结果进行对比,并与文献中组合剪力墙试验进行对比验证,计算精度较高,该公式可用于双钢板-组合剪力墙压弯承载力设计。     

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。     

灌浆套筒连接预制剪力墙有限元分析

装配整体式混凝土结构目前采用等同现浇的方法进行设计。本文针对某装配式高层住宅项目,对比分析了现浇和装配式两种形式的结构性能。装配式剪力墙构件在施工工艺、内力放大、构造要求等方面与现浇不同,通过ANSYS软件对两类剪力墙进行精细有限元对比分析,并采用接触单元对预制剪力墙水平接缝处不同的粘结性能进行分析。结果表明,预制和现浇剪力墙的主要差异在于预制构件中的接缝处理,水平接缝施工质量对剪力墙的承载力影响很大。     

螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙承载力计算方法

近年来,随着国家大力推动建筑工业化的发展,预制装配式剪力墙结构得到了广泛的应用。为了减少现场施工过程中的湿作业,在保证预制混凝土剪力墙接缝连接质量可控的基础上,提出了一种新型螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙。在剪力墙构件受力核心区域（边缘构件）处的连接设计上采用“等强度替换”原则,即边缘构件处连接螺栓抗拉强度大于对应连接钢筋的抗拉强度。随后,结合国家相关现行规范,对螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙承载力进行了计算,并与有限元模拟结果进行了对比验证。结果表明：正截面承载力计算值与有限元模拟结果基本吻合;通过对比剪力墙斜截面抗剪承载力计算值与有限元模拟值发现,对小剪跨比的剪力墙来说,其最大水平推力模拟值大于其抗剪承载力,剪力墙的破坏模式为剪切破坏,并与混凝土损伤云图进行了对比验证;水平接缝处抗剪承载力的计算结果表明螺栓连接剪力墙结合面在水平方向具有很大的安全储备,构件在加载过程中不会出现水平方向的相对剪切滑移。     

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。     

预制钢筋混凝土叠合剪力墙构件承载力的试验分析

预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构是产业化住宅的一种重要的结构形式。预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计与一般的现浇钢筋混凝土剪力墙有所不同。文章对文献【3】所作的预制钢筋混凝土叠合剪力墙的低周反复荷载试验结果进行了分析,总结。对比分析了两种不同配筋形式的预制钢筋混凝土叠合剪力墙与同厚度的现浇钢筋混凝土剪力墙试件。分析了它们的极限承载力,延性,刚度的衰减过程,滞回曲线,耗能能力以及预制与现浇部分的协同工作特征。提出了在结构承载力,强度计算时将预制钢筋混凝土叠合剪力墙的预制外模板作为结构的外加荷载。而在计算结构刚度,控制建筑位移时可以考虑预制外模板的刚度贡献。并且认为,预制钢筋混凝土叠合剪力墙的配筋形式采取预制部分与现浇部分分开独立的配筋形式为佳。     

带竖向接缝的预制混凝土空心模剪力墙受弯性能试验研究

完成了6个带竖向接缝的预制混凝土空心模剪力墙试件在恒定轴力作用下的拟静力试验,研究了墙体的受弯性能以及竖向接缝的连接性能,明晰了墙体的破坏过程和破坏形态。试验结果表明：墙体破坏形态与钢筋混凝土剪力墙相似,破坏时墙体根部混凝土压溃、边缘构件纵筋压曲;部分墙体的破坏区域发展至中部墙板,预制混凝土与后浇混凝土剥离;竖向接缝构造合理、连接可靠,能够保证墙体的整体性能,对受弯性能基本无影响;试件的转角延性系数为4.35~12.54,具有良好的延性;提高边缘构件纵筋配筋率和轴压比,墙体的承载力提高,混凝土压溃面积增大;采用单排竖向插筋对墙体的受弯性能影响较小;GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》的计算方法可用于计算空心模剪力墙试件的承载力,计算结果较为保守。     

预制钢管混凝土剪力墙箍筋插销连接竖缝抗剪强度分析

完成了3个截面形式分别为一字形、L形和工字形的1∶3缩尺两层单跨预制钢管混凝土剪力墙的拟静力加载试验,研究了箍筋插销连接的竖向接缝的抗剪性能,并与国内外学者及有关设计规范中提出的抗剪承载力公式计算值进行了对比。结果表明:混凝土齿槽的作用对竖向接缝总抗剪承载力的贡献远远小于抗剪钢筋的销栓作用;剪力墙底部截面的抗剪承载力对竖向接缝的变形破坏也有显著影响,墙底部截面抗剪承载力较高时,竖向接缝不易发生破坏。对预制装配式剪力墙结构,要想保证竖向接缝的可靠性,必须首先保证水平接缝的抗剪能力。     

带水平接缝单面叠合剪力墙平面外受力性能试验研究

为研究采用《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231-2016)附录A规定的水平接缝连接方式的单面叠合剪力墙平面外受力性能,完成了1片带水平接缝单面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙试件的平面外受力单调加载试验.结果表明:单面叠合剪力墙试件的裂缝分布形态与现浇剪力墙试件相同,均表现为典型的弯曲破坏特征;单面叠合剪力墙试件在平面外受力时的初始刚度、延性性能、极限承载力均明显高于现浇剪力墙试件,平面外刚度退化速度略大于现浇剪力墙试件;采用该水平接缝连接方式的竖向连接钢筋能有效传递钢筋应力;在平面外荷载作用下,单面叠合剪力墙的整体性保持完好,预制-后浇混凝土界面未发生剪切滑移破坏.在试验研究基础上,采用ABAQUS软件对试件进行有限元建模分析,计算结果与试验结果吻合良好;计算结果表明,随着轴压比增大,单面叠合剪力墙的平面外承载力明显增加,而延性明显降低;竖向连接钢筋搭接长度越短,平面外承载力越低.     

预制装配式剪力墙结构及其水平连接技术综述

随着我国经济的飞速发展和城市化进程的突飞猛进,建筑行业也成为了经济发展的重要支柱。而装配式建筑作为实现我国建筑业可持续发展的一个重要手段,成为业内关注的热点。装配式剪力墙结构的拼接节点直接决定了装配式剪力墙结构整体安全性能,国内外学者对此进行了大量研究。从装配式剪力墙结构概述入手,对装配式剪力墙结构的水平缝连接形式进行汇总分析,并提出未来研究展望。     

预制混凝土剪力墙结构抗震性能研究进展

震害调查表明预制混凝土结构尤其是预制剪力墙结构体系在地震中具有良好的抗震性能,但由于限制其应用推广诸多因素的存在,使得该结构体系不能适应建筑工业化的发展需求。总结了预制混凝土剪力墙结构体系的发展历程及其抗震性能的研究进展状况,从预制混凝土结构的特点出发,分析了阻碍该结构体系应用推广的影响因素,指出今后研究工作的重点及努力的方向。     

局部无粘结钢混梁跨中荷载下的承载力计算

钢筋混凝土构件的强度在实际使用中会由于火烧、碰撞、腐蚀等现象受到影响，其中腐蚀的影响是最为普遍的。钢筋腐蚀会引起混凝土与钢筋之间的粘结退化，减小两者之间的粘结力进而减小钢筋混凝土构件的承载力。目前由钢筋腐蚀产生粘结力退化（特别是局部粘结的退化）而引起构件承载力降低的问题尚未得到有效解决。本文以跨中单点加载简支梁为例，通过理论分析，提出一种计算局部无粘结情况下抗弯承载力的简化计算模型，并给出局部无粘结混凝土梁承载力计算的一系列公式，最后通过实验验证了模型的准确性。     

无粘结十字加劲钢板剪力墙结构抗剪性能分析

十字加劲钢板剪力墙已被试验证明是优秀的抗侧力耗能构件,但加劲构件与内嵌钢板无粘结时,其对内嵌钢板的作用尚需进一步研究。利用有限元分析软件ABAQUS,对单层单跨无粘结十字加劲钢板剪力墙结构的抗剪性能进行数值模拟,分析在水平荷载作用下,构件的受力破坏特征及抗剪性能。研究表明,无粘结十字加劲钢板剪力墙结构具有良好的延性及抗剪性能,内嵌钢板能承担更多的剪力,对周边框架不利作用的降低幅度与传统十字加劲钢板剪力墙基本相同。参数分析结果表明:框架柱轴压比、墙体高厚比和肋板刚度比是影响钢板剪力墙抗剪性能的主要因素。     

方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙结构水平承载力研究

为研究方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙结构的抗震性能和水平承载力,进行了一榀缩尺比为1∶3的2层单跨方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙结构的拟静力试验,得到了其破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移等。利用有限元软件ABAQUS对其进行了非线性数值模拟,分析了方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙的抗震性能、受力机理和破坏机制。基于试验和数值模拟结果,结合理论研究,提出了方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙的水平承载力的计算式,并将其计算结果与试验、数值模拟结果进行对比。结果表明：方钢管混凝土框架-十字加劲薄钢板剪力墙具有较高的水平承载力、初始刚度及良好的延性和耗能能力,水平承载力计算式的计算结果与试验、数值模拟结果吻合较好。     

重组竹压弯构件承载力非弹性分析方法

重组竹是一种类似于木材的定向复合材料,其顺纹受压应力-应变非线性特征显著,故重组竹受弯构件和压弯构件在承载能力极限状态下亦呈明显的非线性特征。而现行相关设计规范仍采用线弹性计算方法,不能准确预估压弯构件的承载力。为此,将重组竹受弯构件和偏心受压构件统一为压弯构件,基于Euler梁理论,考虑材料的非线性应力-应变关系,建立了压弯构件在非弹性工作状态下的承载力计算方法。通过重组竹梁受弯试验和重组竹柱偏心受压试验,验证了所提方法的准确性。