竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验

介绍了5个剪跨比为2.25的钢筋混凝土剪力墙试件的拟静力试验,其中1个为现浇墙,4个为竖向钢筋采用不同连接方法的预制墙。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,为边缘构件竖向钢筋受拉屈服、墙底混凝土受压破坏;套筒浆锚连接能有效传递钢筋应力;套箍连接试件的预制墙与底部现浇部分发生面内错动,其极限位移角和耗能能力最小;预制墙试件的极限位移角大于1/100;轴压力作用下的正截面承载力试验值大于现行规范公式计算值。根据试验结果,提出了预制剪力墙需进一步研究的建议。图13表6参5     

竖向接缝钢锚环灌浆连接装配式多层剪力墙抗震性能试验研究

为提高装配式多层剪力墙结构设计、生产与施工的效率和经济性,提出了应用于装配式多层剪力墙结构竖向接缝与水平接缝的便捷连接方法,其中竖向接缝采用钢锚环灌浆连接,水平接缝采用单排钢筋浆锚连接,形成竖向接缝钢锚环灌浆连接的装配式多层剪力墙结构。钢锚环灌浆连接剪力墙结构具有预制剪力墙构件侧边无外伸钢筋,现场湿作业量小等优点,同时简化了预制构件的连接。通过对钢锚环灌浆接缝连接进行直剪试验、对带有竖向和水平接缝连接的装配式剪力墙试件进行拟静力试验,验证钢锚环灌浆节点的可靠性,得到钢锚环灌浆连接装配式多层剪力墙的破坏模式。结果表明,钢锚环灌浆连接可靠,刚度、承载力较高,单排钢筋浆锚连接可靠。装配式多层剪力墙受力特点与装配整体式高层剪力墙区别较大,装配式多层剪力墙试件的初始刚度、承载力和延性可以满足多层结构的能力需求,破坏模式为水平接缝的弯曲破坏,应分别验算墙体和水平接缝的承载力。     

冷挤压套筒连接RC装配式剪力墙抗震性能试验研究

为解决RC装配式剪力墙钢筋连接施工和质量检验困难的问题,提出了一种采用冷挤压套筒钢筋连接方式的装配式剪力墙构造形式.为探明此连接方式装配式剪力墙的可行性及其抗震性能,完成7个装配式剪力墙试件和2个现浇剪力墙对比试件的拟静力试验.对试件的水平荷载-侧移曲线及其特征点、钢筋应变进行了分析.结果 表明:装配式剪力墙试件和现浇...     

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。     

装配式剪力墙浆锚连接的受力性能试验研究

为研究装配式剪力墙竖向浆锚连接的钢筋锚固性能及结合面受剪性能,以插筋配筋率为参数进行了3组搭接试验和2组抗剪试验,确定了其竖向插筋的搭接长度,得到了抗剪试件结合面的承载力、破坏模式和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明：选取的钢筋搭接长度能够满足承载力要求;同一试件中,结合面1（后浇混凝土与抗剪键相连的界面）先于结合面2（后浇混凝土与凹槽连接的界面）破坏;插筋配筋率对结合面开裂荷载影响较小,但对受剪承载力影响较大;抗剪试件破坏时凹槽附近易发生混凝土脱落,建议剪力墙受拉钢筋直径尽量大于8 mm。采用ABAQUS软件对抗剪试验进行了有限元模拟,并分析了后浇混凝土强度、后浇带宽度和凹槽长度等参数对结合面受剪承载力的影响。分析结果表明：提高后浇混凝土强度可使结合面受剪承载力提高;在满足锚固需求条件下,增加后浇带宽度可提高墙体的受剪承载力,减少凹槽长度对墙体受剪承载力影响较小。     

装配式夹心剪力墙结构抗震性能研究

夹心剪力墙包含夹心段和暗柱,在装配式夹心剪力墙结构中只考虑暗柱区域的竖向连接。为了研究采用不同连接形式的装配式夹心剪力墙结构的抗震性能,设计了3种连接形式,即湿式连接、干式刚性连接和摩擦耗能连接,并对3种连接形式的装配式夹心剪力墙结构进行了拟静力试验。结果表明:采用湿式连接和干式刚性连接的结构抗震性能基本一致,两者都主要依靠底层的塑性变形耗散能量;夹心构造改变了传统低矮剪力墙容易发生剪切破坏的模式,该类剪力墙主要发生弯曲变形及破坏;在采用摩擦耗能连接的结构中,混凝土结构主体在加载结束时仍保持弹性工作状态,刚度和承载力均较采用刚性连接结构的低,累积耗能未降低,摩擦耗能连接件达到了耗散地震能量和保护混凝土结构主体免遭塑性破坏的目的,底层水平缝处的连接件依靠水平缝的开合位移耗散能量,竖缝处的连接件依靠竖缝两侧墙体的相互错动位移耗散能量;采用摩擦耗能连接的结构需要额外的预应力增大其自复位能力。另外,建立了数值分析模型,采用分层壳和桁架单元分别模拟夹心剪力墙和接缝处的连接件,模拟分析的滞回曲线和主应变分布与试验结果吻合较好,该数值分析模型可用于模拟装配式夹心剪力墙结构在地震作用下的响应。     

新型含齿槽式连接装配式剪力墙抗剪性能研究

为解决装配式剪力墙安装定位困难、施工速度慢等问题,提出了一种采用齿槽和U型套箍连接相结合的新型装配式剪力墙结构,通过分析该剪力墙水平接缝的抗剪机理初步提出了相应的抗剪承载力计算模型。然后在验证有限元建模方法有效性的基础上,对新型装配式剪力墙抗剪性能进行了分析,分析结果表明新型装配式剪力墙结构受力性能良好,其抗剪承载力略高于现浇剪力墙;对于新型含齿槽式连接装配式剪力墙抗剪性能,齿槽和后浇暗梁起主要作用,随着后浇混凝土强度的增加,其抗剪性能显著提升,而齿槽高宽比和暗梁高度变化对其影响较小。最后对比了新型含齿槽式连接装配式剪力墙抗剪承载力理论计算值与有限元分析值,发现两者吻合较好,最大相对误差不超过10%。     

钢筋混凝土短肢剪力墙抗震性能试验研究

采用1∶2缩尺模型,设计了6个T形短肢剪力墙试件和6个L形短肢剪力墙试件,以及2个T形普通剪力墙试件。通过低周反复加载试验,研究钢筋混凝土短肢剪力墙构件的抗震性能,并与普通剪力墙进行对比。观测了短肢剪力墙受力-变形-损伤-裂缝-屈服-破坏的全过程;分析了短肢剪力墙的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、位移延性及截面变形规律等。研究表明：T形和L形短肢剪力墙试件在水平荷载作用下,强度和刚度退化曲线呈明显的非对称特点;在开裂之后刚度退化较快;在退化过程中刚度退化速度减缓不明显,后期的刚度退化也不趋于稳定; 大偏心破坏范围内,增大轴压比可以提高试件的承载力;延性并不随轴压比一致变化,控制轴压比试件延性才能发挥到最好,减小剪跨比可增大试件延性;翼缘侧受压时的顶点位移比腹板侧受压时的要小;剪力滞后现象比较显著;破坏的主要形式为弯剪破坏;截面积相同时,T形截面比L形截面短肢剪力墙试件的承载力大,抗震性能优良;高厚比为6.5的T形短肢剪力墙试件相比其它高厚比的短肢剪力墙试件综合性能更佳。     

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。     

装配式剪力墙齿槽式连接受剪性能研究

为研究装配式剪力墙齿槽式连接的受剪性能,进行了8片1/2缩尺剪跨比为0.54的齿槽式连接试件单调推覆加载试验。研究了装配式剪力墙齿槽式连接的破坏模式、开裂形态、荷载-位移曲线和承载力,分析了轴压比、暗柱设置、齿槽长度等因素对装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力的影响。结果表明：轴压比对齿槽式连接试件的开裂模式影响较大,轴压比较大的试件,裂缝开展以对角线方向的斜裂缝为主;轴压比较小的试件,裂缝开展以齿槽接合面裂缝为主;增加轴压比和设置暗柱提高了装配式剪力墙齿槽式连接的受剪承载力,齿槽长度对装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力影响较小。基于现有研究成果和试验结果,提出了装配式剪力墙齿槽式连接受剪承载力计算式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

高配筋率边缘约束构件高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为改善高强混凝土剪力墙的延性,设计了7个不同形式的高配筋率边缘约束构件高强混凝土剪力墙试件（边缘约束构件内的纵筋配筋率约为5%~8%）和1个普通配筋率的高强混凝土剪力墙试件,对其进行低周反复水平荷载作用下的拟静力试验,研究了剪力墙试件的破坏形态、滞回特性、变形能力、截面应变、刚度退化、耗能能力等。试验结果表明：对于剪跨比λ≥2的剪力墙,在高强混凝土剪力墙中设置高配筋率暗柱或端柱,并适当提高水平和竖向分布钢筋的配筋率,可以显著提高高强混凝土剪力墙的抗震性能。     

不同配筋形式混凝土剪力墙受剪性能试验研究

通过13片高宽比为1.5、轴压比为0.5的不同形式混凝土墙抗震性能试验研究,对比了不同形式剪力墙受剪破坏形态、极限承载力及延性性能。试验表明:截面两端设置型钢、钢管或核芯柱的混凝土墙及墙内设置型钢或钢筋暗斜撑的混凝土墙,可不同程度地提高剪力墙受剪承载力及延性;增加墙体分布筋配筋率也可提高剪力墙受剪承载力,但配筋率过高时,其延性很差。提出了两端设置型钢及墙内设置暗斜撑的混凝土剪力墙受剪承载力设计计算公式,计算结果与试验比较吻合。还提出了剪力墙受剪截面控制条件的建议公式。     

装配整体式钢筋混凝土剪力墙子结构抗震性能试验研究

对一栋3层足尺的新型装配整体式混凝土剪力墙子结构进行拟静力试验。该结构中包含4种连接构造,即同层同跨内预制墙的竖缝采用干式连接,同层相互垂直墙体间采用现浇转角墙连接,上、下预制墙间采用型钢抗剪键和后浇型钢边缘构件2种连接构造进行连接。试验结果表明：该类型装配整体式型钢剪力墙结构具有良好的抗震性能;连梁在整个抗侧力体系中起到第一道防线的作用,加载结束时,连梁发生明显剪切破坏,具有较强的耗能能力;干式连接在试验中陆续进入屈服,可作为结构的第二道耗能防线;试验后期,部分干式连接的焊缝出现断裂,无法继续限制墙肢对楼板的冲切作用。型钢边缘构件和后浇RC转角墙中的纵筋分别在层间位移角达到1/150和1/100时发生屈服;整体模型在层间位移角达到1/75后,未出现承载力失效或楼板构件脱落现象,可认为该结构体系的抗震性能等同于现浇剪力墙结构。     

带现浇混凝土填充墙的剪力墙抗震性能试验研究

为研究现浇混凝土填充外墙对剪力墙结构抗震性能的影响,完成了10个采用不同做法和不同形式填充墙的足尺墙体试件和2个无填充墙对比试件的拟静力试验。结果表明：填充墙与主体结构之间采用聚苯板条分隔做法和PVC板条分隔做法时,填充墙对主体结构的影响基本一致,均一定程度上改变了主体结构破坏过程及最终破坏形态,对于PVC板条分隔做法的试件,其破坏时的延性好于聚苯板条分隔做法的试件;填充墙增大了试件的承载能力,对于聚苯板条分隔做法的试件,其峰值荷载为无填充墙试件的1.37~3.31倍,两种做法填充墙试件的峰值荷载大小相当;填充墙减小了试件的变形能力,对于极限位移角,聚苯板条分隔做法的试件为无填充墙试件的20%~65%,PVC板条分隔做法的试件的变形能力明显大于聚苯板条分隔做法的试件;除聚苯板条分隔做法的结构洞墙试件外,其余试件的极限位移角均满足剪力墙结构抗震变形能力要求;填充墙显著增大了试件弹性及弹塑性阶段的刚度。基于试验结果,建议结构计算时合理考虑填充墙的不利影响,工程中尽量避免采用结构洞填充墙,对填充墙部位的结构构件及填充墙采取一定的加强措施。     

Experimental study on seismic behavior of shear wall with cast-in-situ concrete infilled walls

为研究现浇混凝土填充外墙对剪力墙结构抗震性能的影响，完成了10个采用不同做法和不同形式填充墙的足尺墙体试件和2个无填充墙对比试件的拟静力试验。结果表明：填充墙与主体结构之间采用聚苯板条分隔做法和PVC板条分隔做法时，填充墙对主体结构的影响基本一致，均一定程度上改变了主体结构破坏过程及最终破坏形态，对于PVC板条分隔做法的试件，其破坏时的延性好于聚苯板条分隔做法的试件；填充墙增大了试件的承载能力，对于聚苯板条分隔做法的试件，其峰值荷载为无填充墙试件的1.37~3.31倍，两种做法填充墙试件的峰值荷载大小相当；填充墙减小了试件的变形能力，对于极限位移角，聚苯板条分隔做法的试件为无填充墙试件的20%~65%，PVC板条分隔做法的试件的变形能力明显大于聚苯板条分隔做法的试件；除聚苯板条分隔做法的结构洞墙试件外，其余试件的极限位移角均满足剪力墙结构抗震变形能力要求；填充墙显著增大了试件弹性及弹塑性阶段的刚度。基于试验结果，建议结构计算时合理考虑填充墙的不利影响，工程中尽量避免采用结构洞填充墙，对填充墙部位的结构构件及填充墙采取一定的加强措施。     

预制装配式钢筋混凝土一体化剪力墙抗震性能研究及构造方案优化

针对预制装配式剪力墙结构,提出了内置空心管的混凝土填充墙与实体剪力墙墙肢一同浇筑生产、安装施工的预制一体化剪力墙结构。通过5个外形尺寸、墙肢和连梁配筋相同的混凝土双肢剪力墙的拟静力试验,探究了无填充、砌块砌体填充和一体化整体填充的剪力墙抗震性能,总结了这三类墙体的破坏形态、受力特点、承载与变形能力、刚度、延性和耗能能力的特点。试验结果表明：预制一体化剪力墙在水平往复荷载作用下发生弯剪破坏,相比于无填充墙试件和砌体填充试件,其抗侧刚度和受剪承载力有明显提高,同时具有良好的抗震性能。最后,基于OpenSEES平台对拟静力试验结果进行了有限元验证,得到了吻合程度较好的滞回曲线、骨架曲线及墙肢纵筋应变;根据试验结果与有限元分析,提出了预制一体化混凝土剪力墙结构合理的填充墙构造方案。