竖向分布钢筋部分连接装配整体式剪力墙抗震性能试验及有限元分析

为研究竖向分布钢筋部分连接的装配整体式剪力墙的抗震性能,完成1个预制墙板部分分布钢筋采用预埋件焊接连接试件和1个预制墙板分布钢筋不连接试件的拟静力试验。试验结果表明：采用预埋件焊接连接试件裂缝分布均匀,滞回曲线相对饱满,承载力较高,抗震性能表现良好。采用ABAQUS软件对2榀试件进行有限元分析,得到试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线且与试验结果吻合较好。研究竖向边缘构件纵筋配筋率、连接钢筋直径、高宽比、轴压比、预埋焊板数量及位置等参数对试件抗震性能的影响,结果表明：竖向边缘构件配筋率、高宽比、轴压比对墙体承载力影响较大;预制墙板内连接钢筋直径对墙体承载力影响较小;预制墙板底部两侧合理布置预埋件可有效提升墙体的承载力及延性。     

PBL连接件在长期荷载作用下的试验研究

为了研究PBL连接件在长期荷载作用下的受力性能,对6个PBL连接件试件进行了6个月的长期加载试验及极限承载力破坏试验,考虑的影响参数为钢板开孔直径、厚度和孔洞个数。试验考察了试件变形发展过程及破坏形态,得到了试件荷载-滑移曲线以及荷载-横向贯通钢筋应变曲线,并建立了钢梁与混凝土板相对滑移、横向贯通钢筋和孔洞周边应力与加载时间关系曲线;最后,在试验的基础上,对比总结了长期荷载和短期荷载作用对PBL连接件力学性能的影响。研究结果表明:增加开孔钢板直径、厚度和孔洞个数可以有效提高PBL连接件抗剪刚度,减小其相对滑移;与短期荷载作用下的试验结果相比,长期荷载作用下PBL连接件试件的抗剪刚度下降了16%~30%,但其破坏形态、荷载-横向贯通钢筋应变曲线、荷载-滑移曲线变化特点基本相同,且其极限抗剪承载力无显著差异。     

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。     

浆锚连接装配式剪力墙拼缝水平相对滑移影响规律

由于装配式剪力墙力学性能受预制拼缝位移的影响,以浆锚连接装配式剪力墙为研究对象,对拼缝水平相对滑移影响规律展开研究。通过对1∶2缩尺比例的装配式剪力墙模型进行低周反复加载试验,测试得到各墙肢拼缝水平相对滑移量。通过对比拼缝水平相对滑移量、墙肢开裂和破坏形态及荷载-位移曲线等试验现象和测试数据,分析拼缝水平相对滑移量对装配式剪力墙力学性能的影响。最后通过分析钢筋销键剪切应力与拼缝位移的关系,对纵向连接钢筋销键剪切应力取值和影响因素进行总结。研究结果表明,装配式拼缝水平相对滑移量直接对纵向连接钢筋产生销键剪切作用,从而降低装配式剪力墙构件与底座间的内力传递,进而影响装配式构件塑性发展和抗震性能;纵向连接钢筋销键剪切应力在拼缝受压区最大,其值可按von mises强度理论进行选取。     

新型预制装配整体式剪力墙节点设计及试验研究

中铁四局研究的"全预制装配式剪力墙结构",是一种新型的装配式结构;剪力墙预制成标准的"L"型构件,实现模块化设计生产,可适应不同户型的需要,装配率较传统预制体系有很大提高同时,节点连接形式简单便捷,结构安全性和整体性较好;预制墙体竖向连接时,上下墙肢之间预留高300mm"湿接头",通过上下墙伸出"U"型钢筋进行互锚连接;墙体水平连接时,两片墙肢之间预留宽250mm宽"湿接头",墙肢端部预留水平直线型钢筋,并锚固在250mm宽"湿接头"内,为解决预制墙体水平钢筋的锚固长度问题,利用附加矩形箍筋来增加现浇区域内混凝土与预制墙水平钢筋之间的咬合力;最后通过试验对比分析,竖向、水平连接节点具有和现浇节点相当的整体性、变形能力和耗能能力,全预制剪力墙结构整体抗震性能可靠。     

内置钢板深梁剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板深梁剪力墙是由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁、混凝土墙体及其连接构件组成。对5个1/5缩尺的该组合剪力墙模型进行了低周反复荷载试验。试验分两阶段进行,第一阶段试验研究位移角小于1/50试件的抗震性能,第二阶段试验研究第一阶段损伤试件修复后的抗震性能,修复采用剪力墙边框钢管间两侧贴焊薄钢板的方法。分析了各试件修复前后的破坏特征、滞回特性、承载力、刚度退化、位移延性、耗能性能。结果表明：内置钢板深梁剪力墙的钢管混凝土柱、钢板深梁、混凝土墙体及连接构件相互作用,协同受力,具有良好的抗震性能;变形特征具有阶段性,在混凝土和部件连接界面损伤前与整体剪力墙变形接近,在连接界面损伤滑移后与带竖缝剪力墙接近。     

配筋高强度等级混凝土砌块墙抗震性能研究

对六片构造柱-芯柱组合配筋高强度等级混凝土砌块墙体进行低周反复试验以研究其抗震性能,分析了不同高宽比、墙体开洞、设置水平钢筋等对墙体破坏过程和破坏形态、承载力、滞回特征、骨架曲线、延性、等效黏滞阻尼系数、刚度及钢筋应变的影响。试验研究表明,在同组无洞墙体中,有水平钢筋墙体与无水平钢筋墙体相比,开裂荷载相近,极限荷载有所提高;相比无水平钢筋墙体,有水平钢筋墙体的滞回曲线更加饱满,等效黏滞阻尼系数从开裂状态到极限状态逐渐提高,延性比提高了12%左右。该墙体体系具有较好的抗震性能。     

底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙抗震性能试验研究

钢管混凝土边框带缝剪力墙是一种新型剪力墙,为进一步研究该新型墙体的抗震性能,设计制作了2个不同构造的剪力墙试件,并进行了低周反复加载试验。根据试验结果,分析了各试件的破坏特征、承载力、延性、刚度及退化过程、骨架曲线等抗震性能指标。研究表明:与普通钢管混凝土边框带缝剪力墙试件相比,底部加厚钢管混凝土边框带缝剪力墙试件的抗震性能显著提高,底部加厚钢管混凝土边框与钢筋混凝土带缝墙体能够协同工作并形成良好的抗震耗能机制。     

造楼机附墙装置连接构造抗拉拔性能试验

提出了一种造楼机附墙装置与剪力墙的连接构造系统,该系统由造楼机轨道、剪力墙、连接轨道与剪力墙的螺杆及条形钢板构成.进行了22个附墙装置连接构造试件的抗拉拔性能试验,试件变化参数包括墙体厚度、墙体配筋、墙体构造、混凝土强度、墙体支点距离,其中墙体构造包括预留圆孔贴靠正交分布钢筋、预埋锚筋连接、附加钢筋网片、预留圆孔不贴靠...     

新型土坯墙体房屋抗震性能试验研究

提出了一种新型土坯墙房屋,对新型土坯墙房屋承重墙体的受力及抗震性能进行试验研究。设计三片新型土坯墙试件,研究土坯墙体在竖向荷载和反复水平荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线特征以及墙体水平承载力和变形能力等,同时,研究新型构造措施对土坯墙抗震性能的作用。试验表明:新型土坯墙体的破坏模式与配筋混凝土小型空心砌块相似,土坯墙体具有良好的承载力和变形能力。新型构造措施对墙体整体抗震性能作用明显,其连接构造至关重要。与计算结果比较得出,在建筑抗震概念设计原则指导下,抗震设防7度区采用新型土坯墙建造二层房屋具有可行性。     

预制墙体钢板抗剪键连接试验与数值模拟研究

预制装配式剪力墙结构的抗震性能主要取决于结构水平连接和竖缝连接,本文研究模型为一种新型连接形式,即预制装配式剪力墙钢板抗剪键,该连接形式由北京市建筑设计研究院有限公司设计。本文主要通过对该种连接形式进行试验和数值模拟研究,分析该种连接形式受力性能,包括承载力、抗震性能和延性性质。试验共设计了5组尺寸相同的试件,在不同轴压作用下进行低周往复加载得出滞回曲线和骨架曲线,并采用ABAQUS有限元软件对其模拟,得出数值结果与试验结果进行对比。结果表明:该种连接形式具有一定的承载力,在轴压为正时试件具有很好的延性,试验和数值结果吻合较好。表明该种连接可以运用到实际工程结构中。     

桁架式多腔体钢板组合剪力墙轴压稳定性能研究

多腔体钢板组合剪力墙由两块外侧钢板和内部填充混凝土组成,通过连接键形成组合作用。为此,提出一种新型桁架式连接键,可有效延缓钢板屈曲并提高墙体整体性能。采用ANSYS有限元软件对墙体性能进行模拟,通过试验数据对比,验证有限元模型的有效性。基于此模型,进行了参数化分析,研究了钢板厚度、钢筋桁架间距、墙体高厚比等关键参数对墙体性能的影响规律。结果表明,增加钢板厚度能延缓钢板屈曲,提高墙体承载力;增大桁架间距会减弱桁架对钢板的约束效果,降低墙体承载力;而改变墙体高厚比会影响墙体的破坏模式。     

钢板混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

为研究带约束拉杆钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能及螺栓连接的可靠性,对3片高宽比为1.5的螺栓连接带约束拉杆钢板混凝土组合剪力墙进行了水平方向低周反复加载试验及有限元静力弹塑性分析.研究了试件的破坏形态及变形能力,得到了试件滞回曲线、承载力及骨架曲线.分析了约束拉杆间距对试件抗震性能的影响.建立有限元模型,对试件进行静力弹塑性分析并针对轴压比、约束拉杆间距进行了参数分析.结果表明,钢板之间采用螺栓连接可行,带约束拉杆钢板混凝土组合剪力墙具有较好的抗震性能,密布约束拉杆可有效提高其抗震性能,轴压比越高提高试件受力性能的效果越显著.     

装配式混凝土墙抗震性能试验研究

通过对6个1/2比例的装配式混凝土墙体试件进行竖向及水平荷载共同作用下的拟静力试验,分别研究不同布筋方式（均布、田字形、井字形）、竖向连接方式（焊接连接和座浆连接）、水平连接方式（马牙槎、T形槽和粗糙面）等关键参数对墙体抗震性能的影响,对比分析不同类型墙体的破坏特征及抗震性能指标。研究结果表明：因墙体底部竖向连接方式不同,仅纯座浆连接试件表现为弯曲破坏,焊接连接试件均发生弯剪破坏;井字形配筋墙体较其他类型配筋墙体,裂缝分布更均匀,滞回曲线更饱满,承载力、刚度略高,延性较好;预埋焊板不仅能有效传递钢筋竖向应力,同时使预埋焊板焊接墙体的抗剪切性能优于座浆连接墙体;现浇竖向边缘构件与预制墙板的水平连接整体性良好,马牙槎水平连接性能优于其他方式的水平连接。     

设置竖向通缝的螺栓连接双层钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验

为提高双层钢板混凝土组合剪力墙的施工效率,提出了设置竖向通缝、水平缝通过螺栓连接的装配式双层钢板-混凝土组合剪力墙,并对6个缩尺比为1∶2的组合剪力墙进行了拟静力试验,得到其破坏形态、滞回性能、应变、刚度和承载力退化、耗能能力等试验结果,分析设置竖向通缝、不同形式水平缝螺栓连接等构造对组合剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明：该装配式组合剪力墙抗震性能良好;相比于边缘构件和墙体焊接的组合剪力墙,设置竖向通缝的组合剪力墙承载力降低约25%,但延性提高;采用合理的水平缝螺栓连接构造,可保证连接处应力的有效传递。与一字形和锯齿形缝组合剪力墙相比,企口形缝组合剪力墙的承载力较低。     

装配式空心剪力墙抗震性能研究

对4个装配式空心剪力墙试件进行拟静力试验,模拟了不同的轴压比和剪跨比对试件抗震性能的影响。通过低周往复加载试验得到试件的滞回曲线,并分析其延性、耗能性能和刚度特征。试验结果表明:装配式空心剪力墙的抗震性能和普通钢筋混凝土剪力墙抗震性能相似,且空心孔洞和水平拼接缝不会削弱墙体的受力性能,各个试件均表现出良好的延性和耗能能力,因此可以通过提高水平拼接缝的位置改善墙体抗震性能。     

预制双向孔剪力墙抗震性能有限元分析

预制双向孔剪力墙是由带水平孔和竖向孔的预制混凝土板、边缘构件、后浇灌孔混凝土组成的墙体。为了进一步了解该预制墙的抗震性能,本文采用有限元软件MSC.MARC,对2个压弯破坏的双向孔剪力墙试件进行了低周往复荷载及单调荷载作用下的非线性有限元分析,并研究了轴压比、水平插筋直径、边缘构件纵向钢筋配筋率对双向孔剪力墙抗震性能的影响。结果表明,有限元分析结果与试验结果吻合良好,表明有限元模型正确、合理;随着轴压比增大,峰值承载力增大,变形能力下降;水平插筋的直径对墙体抗震性能影响不大;增大边缘构件纵向钢筋配筋率能提高墙体的承载力和变形能力。     

低周反复荷载下预制装配式竖缝剪力墙抗震性能研究

为研究预制装配式竖缝剪力墙的抗震性能,利用低周反复荷载试验对预制装配式竖缝剪力墙进行了研究,得到试件的滞回曲线。分析了预制装配式竖缝剪力墙的破坏形态、裂缝行为、荷载-位移关系、裂荷载、抗剪承载力以及变形特性的发展规律。综合考察该装配式剪力墙结构的破坏模式和变形能力。试验结果表明:预制装配式竖缝剪力墙在水平地震作用下的破坏模式属于延性破坏,耗能性能较好;竖缝墙由缝间墙受弯破坏终发展成贯通各墙肢竖缝根部的剪切破坏;剪力墙与基础梁间的钢板连接件未发生破坏,能提供有效连接。     

预制叠合剪力墙结构模拟地震振动台试验研究

为研究叠合板式剪力墙结构体系在搭接拼缝存在下的抗震性能,设计了三层高叠合板式剪力墙结构模型进行模拟地震振动台试验,并对这种新型结构体系的破坏模式、拼缝及墙体的抗震性能进行了分析。研究结果表明:这种新型预制叠合板式剪力墙结构的拼缝在各工况下能够有效地传递地震作用力,并保持结构空间的整体性能。     

底部预留后浇区钢筋搭接的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

通过在预制剪力墙底部预留混凝土后浇区，上、下层墙体竖向分布钢筋在此区域内搭接连接，在此区域外支腿范围内的纵向钢筋采用套筒灌浆连接，形成装配整体式剪力墙结构。为研究该类剪力墙的抗震性能，设计了5组共15片装配整体式足尺剪力墙，对其进行拟静力试验。研究表明：装配整体式剪力墙为典型的弯剪破坏模式；底部预留混凝土后浇区上方的水平接缝和墙底水平接缝开裂并贯通，在试验过程中竖向接缝未开裂，当轴压比较大或剪跨比较小时，底部后浇区角部混凝土会产生压溃或剥落现象；装配整体式剪力墙的破坏模式以及滞回特征、承载力、延性、刚度退化情况等指标与对应的现浇试件基本一致，水平承载力相差不超过5.7%，位移延性系数不低于4.1，极限层间位移角均在1/87以上，呈现良好的整体性能和抗震性能。