预制装配式剪力墙结构连接构造优化及抗震性能研究

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以建筑工业化为基础的的住宅产业化模式日益成为我国住宅建设发展的新方向,将预制装配技术和剪力墙结构相结合形成预制装配整体式剪力墙结构是适合我国住宅产业化进程的一种建筑结构形式。对于预制剪力墙结构,上下层预制墙体之间的水平拼缝以及同一层相邻墙体之间的竖向拼缝的可靠连接,是保证其整体性及抗震能力的关键。为了推广装配式混凝土剪力墙结构在实际工程中的应用,本文先进行前期探索性试验研究,通过试验研究了2个水平连接采用扣接封闭箍筋约束金属波纹管浆锚连接的预制装配式一字形剪力墙试件在不同轴压比下的抗震性能,并分别与现浇试件进行对比分析,验证了这种水平连接方式能够确保竖向钢筋牢固连接。随后进一步研究了2个采用相同水平连接方式、而竖向连接采用扣接封闭箍筋约束竖向钢筋环插连接的预制装配式工字形剪力墙试件在不同轴压比下的抗震性能,也分别与现浇试件进行了对比分析。试验结果表明:(1)预制装配式一字形剪力墙试件在滞回耗能、承载能力和延性方面均优于现浇试件,其破坏形态和刚度曲线与现浇试件相似。预制试件展现出的抗震性能优异,说明扣接封闭箍筋能够有效的约束边缘构件区域的核心混凝土,保证竖向钢筋的牢固连接,证实了水平连接采用扣接封闭箍筋约束金属波纹管浆锚连接的可靠性。(2)预制装配式工字形剪力墙试件在滞回性能、承载能力、等效刚度、耗能能力方面均优于现浇试件,说明水平连接采用扣接封闭箍筋约束金属波纹管浆锚连接、竖向连接采用钢筋环插连接的构造方式能够保证墙体内钢筋的有效连接,有力的提升了预制墙的抗震性能。同时认为采用这两种连接方式的预制剪力墙,应用时可视为等同于现浇剪力墙结构。(3)本文采用有限元分析软件ABAQUS对8个剪力墙试件进行了非线性有限元分析,有限元分析结果与试验实测结果基本吻合,尤其是在峰值承载力、应力应变发展情况以及极限破坏状态方面符合良好,为今后预制剪力墙抗震性能研究提供了非线性分析方法。通过进行上述试验研究工作,结合施工现场的实际情况,认为文中提出的水平、竖向连接构造方式可应用于实际工程中,并分别从设计角度、有限元分析角度和施工操作角度这三个方面进行了阐述,为今后的设计工作和施工生产提供建议,对于推广预制装配式剪力墙结构的应用具有积极意义。
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