后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙设计及建模

介绍了PRESSS(预制抗震结构体系)研究计划中不同于传统的现浇混凝土湿性连接的干性连接方式,并利用其中的后张无阻尼方式提出了一种新型后张无粘结预应力装配式剪力墙.新型剪力墙中因采用了干性连接,具有了自恢复能力,即最终的残余变形很小.确定新型装配式剪力墙的设计方法并通过合理的假定提出了设计模型.利用非线性有限元软件DRAIN-2DX中的桁架单元及纤维单元建立了后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙的非线性有限元模型,并通过其验证了设计模型的合理性.     

后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙静力弹塑性分析

研究了预应力度、连梁特性及墙肢特性等设计参数对后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙抗侧性能的影响,并提出了设计建议.利用非线性有限元软件DRAIN-2DX中的纤维单元、梁柱单元、连接单元及自编的05单元,建立了后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙的非线性有限元模型.使用静力弹塑性分析及能力谱法对新型剪力墙进行了多参数分析.新型剪力墙中因采用了后张有阻尼干性连接,具有了自恢复能力,即最终的残余变形很小.墙肢翼缘宽度、肢长、预应力筋面积的增加可大幅提高新型剪力墙的抗侧能力.研究表明,通过合理的参数选择,可使后张无粘结预应力混合装配式短肢剪力墙获得良好的抗侧能力.     

后张无粘结预应力装配式短肢墙破坏形态研究

后张无粘结预应力装配式短肢墙有直接装配式和混合装配式两种,本文对两种装配式短肢墙的力学参数ζ和α进行了分析研究,结果表明,该种结构易实现强肢弱梁的良好耗能机制,结构的弹性刚度仅与ζ和α有关.对两榀采用直接装配式和混合装配式的后张无粘结预应力装配式短肢墙进行试验研究,试验结果验证了上述观点,并得出后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙在地震作用下残余变形较小,变形集中于连接区域,易于修复的结论.     

无粘结预应力混合装配式联肢墙抗震性能分析

对无粘结预应力混合装配式联肢墙中普通钢筋与预应力筋的布置及其面积比对抗震性能的影响进行了研究,给出了合理的设计建议。对无粘结预应力混合装配式联肢墙和直接装配式联肢墙进行了对比试验研究,结果表明无粘结预应力装配式联肢墙具有"自恢复"的性能,卸载后残余变形小,非线性变形集中于连接区域,震后易修复,与直接装配式联肢墙相比,具有较好的耗能能力和较高的承载力。     

预制钢筋混凝土剪力墙结构抗震性能研究综述

为加快建筑工业化进程,预制钢筋混凝土剪力墙结构近年来成为研究重点。对预制混凝土剪力墙结构抗震性能相关内容进行了回顾总结:1)预制剪力墙结构震害情况;2)国内外预制钢筋混凝土大板结构、无粘结后张拉预应力预制混凝土剪力墙结构、预制叠合剪力墙结构研究成果;3)预制钢筋混凝土剪力墙结构的水平接缝、竖向接缝、钢筋连接方式等研究进展。并对预制剪力墙结构国内抗震设计规范进行了简要介绍,就装配式剪力墙结构今后研究重点与待解决问题给出了建议。     

预制装配式剪力墙竖向连接质量管控及改进措施

从现浇带连接、套筒灌浆连接、预留孔浆锚搭接、螺栓连接、后张预应力连接五方面,介绍了预制装配式剪力墙主要的连接方法,并针对各连接方法的施工特点,提出了质量管控与工艺改进措施,旨在提高预制装配式剪力墙的连接性能,保证建筑整体的稳定性和抗震性能。     

新型螺栓连接装配式混凝土剪力墙体系设计与建造技术

叠合预应力空心楼板-螺栓连接装配式混凝土剪力墙体系是指楼板采用叠合预应力空心楼板(SPD楼板)、装配式剪力墙竖向采用螺栓干式连接的装配式混凝土剪力墙体系。该体系具有连接简单、施工便捷、工业化程度高、提升建筑品质等优点。对该体系在不同轴压比及连接方式下的抗震性能进行了系统研究,并以上海市佘北大型居住区39A-02A地块项目1,2号楼为工程背景,分别对叠合预应力空心楼板、装配式混凝土剪力墙及主要连接节点的设计进行阐述,并对其生产、安装技术进行了介绍。     

装配式RC/ECC组合剪力墙空间结构模型设计方法研究

依托试点工程海门市中南世纪城96号全预制装配式剪力墙高层结构,设计了一个2层的装配式RC/ECC组合联肢剪力墙空间结构1:2缩尺模型,并对模型的相似系数、配筋进行了计算与分析,对模型竖向拼缝节点、水平拼缝节点、装配式剪力墙-叠合连梁节点、装配式叠合连梁-楼板连接节点、装配式叠合楼板-墙体连接节点、叠合连梁中ECC现浇层与预制混凝土水平拼接节点以及连梁与墙肢节点塑性铰区ECC与混凝土节点等关键节点的设计方法进行了研究,并成功完成了装配式RC/ECC组合联肢剪力墙空间结构模型的拼装,提出了此类空间结构模型的设计方法与思路,为空间结构模型的抗震试验研究奠定了基础。     

组合联肢剪力墙中连梁设计的若干问题

提出了组合联肢剪力墙体系联系度Dc的概念,推导了其计算方法,阐述了联系度在组合联肢剪力墙概念设计中的应用,并讨论了钢连梁或组合连梁的抗震设计、连梁与钢筋混凝土墙肢连接节点的不同构造方式和设计方法.     

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究北大核心CSCD

浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙的上、下层预制剪力墙通过钢筋浆锚搭接连接,预制剪力墙与叠合连梁通过剪力墙预留凹口现浇混凝土及叠合层混凝土连接成整体。为掌握装配式联肢剪力墙的真实抗震性能,制作了1个装配式试件和1个现浇对比试件,并对其进行了低周反复水平荷载试验。通过对比试件的破坏形态、滞回曲线与骨架曲线、强度与刚度、位移延性及耗能能力等,对装配式试件的抗震性能进行评价。试验及分析结果表明,装配式试件发生与现浇试件相同的墙肢弯剪破坏与连梁剪切破坏,新、老混凝土界面未影响裂缝开展及试件整体性;与现浇试件相比,装配式试件的强度与刚度提高,位移延性有所降低,耗能能力提高;浆锚搭接连接装配式联肢剪力墙抗震性能总体上可达到“等同现浇”,可应用于实际工程。     

中柱失效下预制装配式框架结构抗连续倒塌性能研究

为了研究中柱失效下预制装配式框架结构的抗连续倒塌性能,制作了5个两跨1/3缩尺梁-柱子结构模型,采用pushdown加载方式研究其在倒塌过程中的抗力机制与破坏模式。试验结果表明：采用顶底角钢连接、无黏结预应力拼接以及混合连接等三种连接方式对其抗连续倒塌性能及抗力机制影响很大;由于纵筋在梁柱节点区域不连续,无黏结预应力连接结构不能发展有效的弯曲机制,而在梁柱界面上安装顶底角钢时,则可以发展较好的弯曲机制;预制装配式结构的破坏模式和抗力机制与普通混凝土结构明显不同,预制装配式结构抗力从加载初期就主要由预应力钢筋发展悬链线作用提供。通过高精度有限元软件LS-DYNA进行精细化有限元建模,在验证数值模型的基础上开展参数分析。有限元分析结果表明：装配式结构中采用有黏结预应力筋可以增大结构在小变形阶段的承载能力,而在大变形阶段,有黏结预应力筋断裂更早,变形能力更弱,承载力也较低。     

新型装配式不对称混合连接节点试验研究

不对称混合连接是预制装配式混凝土结构的一种新型连接方式.预制梁和柱通过无黏结后张预应力筋装配形成整体,作为耗能元件的普通钢筋仅设置在梁截面上部,并在梁柱连接处作部分无黏结处理.介绍三榀不对称混合连接边节点的低周反复加载试验,试验结果显示:试件的破坏都集中在梁柱接触面,梁柱构件本身及节点核心区破坏轻微;试件的滞回曲线均呈现"S"形,曲线明显呈不对称形状,正向加载时曲线更为饱满;试件的位移延性系数在3.75～5.0,最终等效黏滞阻尼系数为8%～10%.     

A simplified analysis method for characterizing unbonded post-tensioned precast wall systems

In recent years, a significant effort has been placed towards understanding the lateral load behavior of unbonded post-tensioned precast wall systems because they are easier to construct and they exhibit desirable response characteristics, including self centering feature and minimal damage when subjected to large lateral displacements. However, the conventional section analysis cannot be applied to these walls because of the nonexistence of strain compatibility condition between the unbonded post-tensioning steel and concrete at the section level. This paper presents a simplified analysis method to characterize the monotonic response of unbonded post-tensioned precast wall systems and provides verification for the method using available test data. It is shown that the proposed simplified analysis method not only captures the lateral load behavior of walls, but also accurately quantifies the neutral axis depth, elongation in the post-tension steel, and deformation of the connector used in jointed wall systems as a function of lateral drift.     

不对称混合连接的抗震性能模拟及关键参数研究

不对称混合连接属于后张有阻尼干连接延性节点,采用有限元分析程序DRAIN_2DX研究梁柱节点在低周反复荷载下的抗震性能.有限元分析结果表明:滞回曲线明显呈不对称形状,正向加载时的滞回曲线较为饱满,耗能较好,反向加载时的滞回曲线所包围的面积较小,耗能较差;滞回曲线大体呈反S形,随着位移的增加逐渐向弓形过渡;截面初始预压应...     

Seismic design and engineering practice of a 10-story self-centering precast concrete wall structure

The increasing expectation of structures capable of fulfilling the requirements of minimizing post-earthquake repair or re-occupancy has led to the emergence of damage-control technologies. In recent years, self-centering precast concrete wall systems that are characterized by low damage as well as full prefabrication have become a popular topic. Previous research has shown that the system is not only capable to reduce the construction time but also has the characteristics of small residual displacement and quick restoration of normal service function after a major earthquake event. Nevertheless, there is still much to be studied for high-rise buildings and practical engineering applications. This paper introduces the process of self-centering precast concrete wall systems from conceptual design to detailing and construction aspects of a 10-story case study building. Specifically, the hybrid type of unbonded post-tensioned wall is adopted with mild steel functioning as the energy-dissipating component. The design and construction of mild steel take into account the requirements of both building function and replaceability. In addition, the lateral resisting system is decoupled from the gravity system using isolated joints for wall-to-floor connection. Various factors such as higher mode effects, torsional effects, and wind loads are considered in the design process in order to achieve the overall high performance of the structure. Finally, the numerical model of the designed structure is established and analyzed under both static and dynamic loading. Results show that the self-centering wall structure studied in this paper has satisfactory seismic performance, i.e., each component and joint can work to achieve the function as expected, and has broad engineering application prospects in the future.     

无粘结预应力井式梁板悬挂技术夹层升板结构

本文介绍一种新的结构体系——无粘结预应力井式梁板、悬挂技术夹层升板结构。井式梁板中靠近柱子的主梁为无粘结预应力连续双梁,次梁为非预应力连续梁,技术夹层为厚8厘米的钢筋混凝土平板,用钢吊杆悬挂于井式梁的交点下,并与井式梁楼板一同提升。 本文主要结合具体工程——无锡第一棉纺织厂介绍这一体系的设计和施工方法。     

后张无黏结预应力干式连接梁柱节点抗震性能试验研究

为研究后张无黏结预应力干式装配梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能,对其进行了拟静力试验研究。试验中设计了2个常规现浇梁柱节点和4个装配式梁柱节点,包含中节点和边节点。对比分析了现浇节点和装配节点滞回性能、刚度、承载能力以及变形能力差异。试验结果表明：试验中设计的后张无黏结预应力装配式梁柱节点试件在初始刚度、承载能力、变形能力以及损伤控制等方面均优于传统的现浇节点试件,耗能能力略低;进一步研究了后穿耗能钢筋无黏结段位置对装配节点性能的影响,认为后穿耗能钢筋无黏结段设置在柱外时,装配节点呈现更高的耗能能力和变形能力;装配式节点预应力钢绞线在1/20大位移角下仍能保持弹性,梁柱接触面基本无摩擦滑移,该类装配式节点具有良好的整体性和安全性。     

纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究

分别以碳纤维筋(CFRP筋)及芳纶纤维筋(AFRP筋)为无粘结及有粘结预应力筋,以环氧涂层钢筋为非预应力筋,进行了2组共17条梁的受弯试验。试验结果表明,纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩与曲率(或弯矩与挠度)曲线接近为双折线,双折线的交点位于开裂弯矩Mcr处。基于双直线假设,利用实测试验梁的终点刚度折减系数β0.5,可求出1/β0.5对换算配筋率nfρ和预应力强度比λ的线性回归方程,并采用预应力筋粘结特征系数Ω对纤维塑料筋的面积进行折减,得到了能同时针对纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的统一的刚度计算公式。此外,对ACI440.4R-04提出的关于纤维塑料筋预应力混凝土梁的刚度计算公式,在有效惯性矩软化系数βd中引入预应力筋粘结特征系数Ω,从而使该刚度计算公式能够适用于纤维塑料筋无粘结及有粘结部分预应力混凝土梁的刚度计算,上述两种方法的计算结果与本文试验数据符合良好。