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。     

竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验

为进一步研究竖向分布钢筋与单排布置的连接钢筋间接搭接、连接钢筋采用直螺纹套筒灌浆连接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,完成了5个试件的拟静力试验,其中3个试件一端带暗柱,2个试件两端带暗柱。试验结果表明,现浇暗柱与预制剪力墙作为整体共同工作,试件以水平裂缝及其延伸的斜裂缝为主,墙底与地梁之间产生水平通缝,达到承载力前竖向钢筋受拉屈服,墙底混凝土压碎,破坏形态为压弯破坏;可采用现行规范公式计算预制剪力墙的压弯承载力,且考虑竖向分布钢筋的作用;试件的极限位移角达1/99～1/62。     

低轴压比半装配式单排配筋再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

半装配式单排配筋混凝土剪力墙是由带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头钢筋的下层预制剪力墙、上下墙体间坐浆层、纵横墙交接处的现浇暗柱等组成。下层预制剪力墙顶部的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接。通过4个低轴压比、不同剪跨比的工字形单排配筋再生混凝土剪力墙试件（包括2个半装配式、2个现浇式剪力墙试件）的低周反复荷载试验研究,分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回特性等,研究其损伤演化过程和破坏机制。结果表明：剪跨比1.0时,剪力墙呈剪切破坏,试件的承载力较高,剪跨比15时,剪力墙发生以弯曲破坏为主的弯剪破坏,承载力较低,但延性较好;在设计轴压比0.15下,半装配式单排配筋剪力墙的综合抗震性能与现浇剪力墙接近,可用于低、多层建筑结构中。     

现浇混凝土叠合剪力墙钢筋应力试验研究及混凝土应变分析

为系统研究现浇自密实混凝土叠合剪力墙的受力及变形特点,在低周反复荷载下,通过对1个全现浇普通混凝土剪力墙和5个现浇自密实混凝土叠合剪力墙的足尺比例试件进行了对比试验研究,分析并对比暗柱、保温层设置及不同轴压比情况下,墙体的钢筋及混凝土应变随荷载变化。分析表明:现浇自密实混凝土叠合剪力墙和现浇普通混凝土叠合剪力墙在低周反复荷载作用下钢筋应变随荷载变化的趋势相似,墙体底部竖向钢筋主要是受弯而不是受剪。混凝土应变值随荷载变化的趋势基本一致,应变值略有差异。在加载过程中预制墙体间的剪式支架起到较好连接作用,保证了预制混凝土双板与现浇层整体协同工作。设置暗柱和适当地增大轴压比均加大对混凝土的约束作用,延缓裂缝开展,有利于改善自密实混凝土叠合墙体的抗震性能。     

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。     

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     

预制空心板剪力墙抗震性能试验研究

装配整体式空心板剪力墙结构(EVE)采用钢筋间接搭接实现上下层预制墙、同层相邻预制墙的连接。通过3个空心板剪力墙的拟静力试验,研究钢筋间接搭接、接缝构造、灌孔构造边缘构件的可行性。结果表明：竖向孔、水平孔内连接钢筋与对应的空心板内竖向、水平钢筋同一位置应变随水平力的变化规律相同,空心板剪力墙边缘构件竖向钢筋、竖向接缝水平钢筋间接搭接可依靠桁架机制有效传递钢筋拉压力;试件均实现了预期的破坏模式,竖向孔、水平孔内后浇混凝土可与空心板共同工作;压剪破坏的空心板剪力墙受剪承载力试验值为JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称《高规》)现浇剪力墙公式计算值的1.77倍,压弯破坏的空心板剪力墙受弯承载力试验值为《高规》现浇剪力墙公式计算值的1.15~1.23倍,可按《高规》现浇剪力墙斜截面受剪承载力、正截面受压承载力计算方法计算EVE空心板剪力墙的承载力;空心板剪力墙极限位移角为1/66~1/54,满足罕遇地震作用下剪力墙结构弹塑性变形能力的要求;灌孔边缘构件可采用全预制构造(竖向钢筋间接搭接,箍筋布置于空心板内)代替半预制构造(竖向孔内竖向钢筋贯通,箍筋布置于竖向孔内);空心板剪力墙水平接缝具有良好的抗滑移能力。     

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。     

预制混凝土空心模剪力墙受力性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙试件和5个横向孔洞为矩形的预制混凝土空心模剪力墙试件的拟静力试验,研究了采用纵向孔洞为圆形、横向孔洞为矩形的空心模构造的预制混凝土空心模剪力墙试件的受力性能。结果表明：该预制混凝土空心模剪力墙沿竖向分布钢筋位置出现竖向裂缝,避免了脆性破坏发生,位移延性系数为3.87~6.47,变形性能良好;现浇与预制混凝土结合面是墙体受力的薄弱部位,降低了墙体的受剪承载力,对高轴压比试件尤为显著;空心模剪力墙在正常使用阶段的刚度与现浇混凝土剪力墙相似,在设计计算时无需对刚度进行折减;提高轴压比和减小剪跨比能够增加墙体的初始刚度,但加快了后期刚度退化速率;降低水平钢筋配筋量对墙体的受剪承载力和变形能力影响较小,但降低了开裂荷载,增加了裂缝宽度。     

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。     

低轴压比耗能预制剪力墙抗震性能试验研究

装配式剪力墙结构存在大量的节点和接缝连接,这些连接是结构体系的薄弱环节。制作3个不同截面形式（一字形、T形、L形）的预制装配式混凝土剪力墙试件,依据“强水平缝,弱竖缝”的设计理念,墙体与底座之间采用混凝土现浇连接以达到强连接的目的,竖直方向设置宽250 mm竖缝,并在竖缝中装配3个软钢阻尼器。对其进行轴压比0.1条件下的低周反复荷载试验,研究试件在低轴压下的抗震性能。试验结果表明,使用软钢阻尼器连接的三种截面形式的剪力墙整体工作性能及耗能能力良好,各试件的位移延性系数均在2.5以上,具有良好的变形能力,低轴压比下边缘约束构件形式不同其承载力大小不同,软钢阻尼器平面内工作性能良好,且先于墙体钢筋参与耗能,达到预期效果。     

湿式连接装配式混凝土框架抗连续倒塌静力试验研究

梁柱节点连接在大变形下的承载和变形能力对装配式混凝土框架结构抗连续倒塌性能具有显著影响。对4个不同湿式节点连接的装配式混凝土框架试件和1个现浇试件进行了静力连续倒塌试验,其中梁采用了机械套筒、弯起锚固和预应力连接,柱采用套筒灌浆和浆锚搭接连接。研究发现：采用机械套筒时梁钢筋在套筒处集中断裂,试件在压拱机制和悬链线机制下的倒塌抗力均显著降低;梁钢筋采用弯起锚固时,试件受力行为和倒塌抗力与现浇试件基本一致;预应力能够显著提升试件在两个机制下的倒塌抗力,但是在极限倒塌变形下预应力锚具传递较大的集中力,导致节点区混凝土的局部劈裂破坏;柱钢筋的套筒灌浆和浆锚搭接连接能够承受连续倒塌大变形下的水平剪力作用,但是柱接缝灌浆层在显著的水平剪力作用下发生滑移,减弱了柱对梁的约束;机制转换时,压拱机制轴压力对试件倒塌抗力产生负贡献;机械套筒和预应力连接试件的梁轴力对倒塌抗力贡献比例分别高于和低于现浇混凝土试件。     

大剪跨比预制空心板剪力墙抗震性能试验研究#br#

预制空心板剪力墙结构是一种新型装配式剪力墙结构。为研究预制空心板剪力墙的抗震性能、同层相邻预制空心板的整体性、采用水平插筋间接搭接连接的水平钢筋的抗剪作用、灌孔边缘构件的有效性,完成了6个轴压比设计值为0.3、剪跨比为1.61~2.42、压弯破坏为主的空心板剪力墙试件的拟静力试验。试验结果表明：试件的破坏形态均为压弯破坏,实现了预期的强剪弱弯设计目标,水平钢筋能有效抵抗水平剪力;试件的水平力-位移滞回曲线比较饱满,极限位移角为1/72~1/38,可按现浇剪力墙计算偏心受压空心板剪力墙的受压承载力;同层相邻空心板之间竖向接缝的开裂宽度小,接缝两侧构件竖向错动小,斜裂缝在竖向接缝处连续,直接拼接连接、后浇竖向拼缝连接都能使空心板成为整体;采用灌孔边缘构件的空心板剪力墙,其抗震性能满足现行规范要求。     

低轴压比下预制边缘构件双面叠合剪力墙抗震性能试验研究

预制边缘构件双面叠合剪力墙是一种预制率更高的装配式剪力墙,针对底部拼缝处变形集中问题,通过1个设计轴压比0.2的预制约束边缘构件与2个设计轴压比0.1的预制构造边缘构件的双面叠合剪力墙高墙足尺(高宽比为2.0)的低周水平往复加载试验,分析轴压比、边缘构件形式与底部搭接区纵筋插筋面积增加率(0%、25%与33%)对该类剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明：剪力墙均发生了预期的弯曲破坏模式,增加插筋面积的2个双面叠合剪力墙弯剪裂缝分布更加均匀,实现了墙体损伤区由墙底水平接缝区向钢筋搭接区上部的转移,可以有效控制底部接缝区的变形与墙体损伤集中问题;滞回曲线均较饱满,增加插筋面积后剪力墙滞回环更为饱满,刚度退化减缓,耗能能力强;受弯承载力实测值为预测值的1.06~1.21倍,插筋面积增加33%的剪力墙峰值荷载提高了12%;增加插筋面积后,当剪力墙达到峰值荷载时,位移角约为1/80,而未增加插筋面积剪力墙的相应位移角约为1/140,极限位移角均大于1/70,满足我国设计规范中罕遇地震作用下剪力墙的变形能力要求。     

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。     

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙#br# 抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明：2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。     

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。     

钢板焊接连接的带水平接缝装配式RC剪力墙抗震性能试验研究

为了研究采用钢板焊接连接的带水平接缝预制装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,设计了4个装配式钢筋混凝土剪力墙足尺试件并进行低周往复水平荷载试验,研究参数包括连接钢板厚度、侧向钢板设置和轴压比。结果表明：各试件均为压弯破坏,水平承载力在186~288kN之间,极限位移在25.74~29.37mm之间,滞回曲线为饱满的弓形,延性和耗能能力较好,刚度退化较慢;在连接钢板满足强度要求前提下,增大连接钢板厚度、增加侧向钢板对剪力墙的延性、刚度、承载能力和耗能能力影响较小;提高轴压比可以明显提高装配式剪力墙的刚度和承载能力,但会降低其耗能能力。采用ABAQUS有限元软件对装配式剪力墙抗震性能进行分析,所建立的有限元模型可以较好地模拟装配式剪力墙的受力性能。通过对比采用规范公式计算的承载力与试验承载力,表明可以采用JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中的公式计算文中装配式剪力墙的承载力,并给出了连接钢板的计算方法。