不同轴压比下装配式再生混凝土剪力墙的滞回性能
纤维增强再生混凝土装配式复合墙体抗震性能试验
工业建筑 2020 年第 50 卷第 12 期
坏过程虽较普通混凝土柱更快,但仍具有足够极限 承载力。
在可持续 发 展 理 念 的 引 领 和 国 情 国 策 的 推 动 下,我国学者 对 再 生 混 凝 土 类 材 料 的 研 究 及 应 用 展 开了多方面的研究。 其中,在墙体中的应用研究多 集中于再生混凝土砌块墙体、钢框架外挂再生混凝 土墙体及再生混凝土剪力墙等方面。 肖建庄等设计 4 榀再生混凝土小型空心砌块墙体进行拟静力试 验,得出该类墙体具备较好延性及耗能能力,基于合 理设计能够达到与普通混凝土砌块墙体相当的受力 性能[4] 。 张锋 剑 等 通 过 不 同 参 数 变 化 的 再 生 混 凝 土砌块墙体拟静力试验,得出此类墙体具有良好的 抗震能力,可 应 用 于 实 际 工 程[5] 。 周 静 海 等 设 计 3 个格构式再生混凝土墙体试件进行拟静力试验,得 出:墙体破坏形态呈剪切型,可用于承重构件中[6] 。 曹万林等针对再生混凝土复合剪力墙试件低周反复 荷载受力性能试验与分析,并与普通再生混凝土试 件相比,发现 EPS 模块外保温再生混凝土复合墙体 试件承载力、耗能性能等均提高[7] 。 郭宏超等进行 了柔性钢框架外挂再生混凝土墙试件拟静力试验, 再生混凝土墙板使结构整体承载力提升约 19% [8] 。 刘程炜等 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 受 力 性 能 试 验 得 出:在设计轴压比 0. 15 下,该类结构的综合抗震性 能接近现浇剪力墙,可用于多层建筑结构中[9] 。 袁 朝庆等基于不同因素变化的再生混凝土剪力墙抗震 性能分析得出 :通 过 合 理 设 计 的 该 结 构 可 应 用 于 小 高层建筑[10] 。 池 彦 忠 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 结 构 模拟地震振动台试验研究得出,再生粗骨料混凝土 剪力墙抗震 性 能 相 对 良 好,满 足 实 际 工 程 要 求[11] 。 张建伟等发现随着再生细骨料取代率的提高,剪力 墙的受力性能指标逐渐降低,但基于合理要求仍可 用于剪力墙结构体系[12] 。 综上所述,各位学者在不 同墙体类 结 构 中 开 展 了 再 生 混 凝 土 材 料 的 应 用 研 究,证明了再生混凝土材料可用于承重结构体系中, 扩展了再生混凝土的应用范围。
高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能
第!"卷第!期#$%&年!月哈’尔’滨’工’程’大’学’学’报()*+,-.)/0-+12,3,42,55+2,46,275+829:;).<!"=<!>-+<#$%&高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能薛伟辰!褚明晓!刘亚男!胡翔!同济大学建筑工程系"上海#$$$"#$摘’要!本文研究的新型预制混凝土剪力墙指竖向分布钢筋采用单排螺栓连接$边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接的螺栓N 套筒混合连接预制混凝土剪力墙%开展了高轴压比&$P O ’下D 片剪力墙足尺模型的低周反复荷载试验研究!试件分为两组!第一组为两端设置边缘构件的剪力墙!包括%片全套筒灌浆连接的全预制剪力墙^F %$#片混合连接预制剪力墙&包括%片全预制剪力墙^F #和%片一端带现浇边缘构件的预制剪力墙^F !’及其现浇对比剪力墙HF %)第二组为两端和中间均设置边缘构件的剪力墙!包括%片中间带现浇边缘构件$两端带预制边缘构件的混合连接预制剪力墙^F ?及其现浇对比剪力墙H F #%研究结果表明(所有剪力墙均发生弯曲破坏)相比之下!预制剪力墙的滞回曲线更饱满!耗能能力明显好于相应的现浇剪力墙)预制剪力墙的承载力与相应的现浇剪力墙接近!第一组试件^F %g ^F !的承载力分别比现浇试件H F %高&P !j $DP $j 和OP #j !第二组试件^F ?比现浇试件HF #低%#P Oj )第一组试件^F %g ^F !的位移延性系数分别为#P ""$#P M%和!P #!!第二组试件^F ?的位移延性系数达到?P#$!均高于相应的现浇试件&H F %为#P O?$H F #为#P #?’%综上可知!混合连接预制剪力墙与全套筒灌浆连接预制剪力墙的抗震性能相近!且总体上好于相应的现浇剪力墙%关键词!预制混凝土剪力墙)螺栓N 套筒混合连接)高轴压比)低周反复荷载试验)承载力)延性)耗能#$%(%$P %%""$L Q R5*<#$%M%$$!!网络出版地址!R99S (L L T T T <U ,V2<,59L VU K 8L W59-2.L #!P %!"$<*<#$%&$%%#<%?OD<$$#<R9K .中图分类号!X6!MOP #’文献标志码!A ’文章编号!%$$DI M$?!&#$%&’$!I $?O#I $"收稿日期!#$%M N %$N #M<网络出版日期!#$%&N$%N 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U:U.2U.)-W2,495898#15-+2,4U-S-U29:#W*U92.29:#5,5+4:W2882S-92),’’混凝土剪力墙结构承载力较高)刚度较大"是我国高层住宅最常用的结构形式(预制混凝土剪力墙结构是指全部或部分预制剪力墙在工厂制作并运至施工现场"通过可靠连接形成整体的结构(与现浇剪力墙结构相比"预制剪力墙结构施工速度快)构件质量好)现场湿作业少)大量节省模板与支撑"是实现住宅产业化最主要的结构型式之一*%+(预制剪力墙结构中"竖向钢筋连接技术是影响其建造效率和受力性能的关键因素(根据连接构造的不同"预制剪力墙的连接形式主要分为湿式和干式两类(其中湿式连接主要包括预留孔道浆锚搭接连接和套筒灌浆连接等*%+(大量工程实践表明%预留孔道浆锚搭接连接!包括螺旋箍筋约束浆锚搭接连接和金属波纹管浆锚搭接连接两种形式$形式简单)安全可靠)经济性好"但钢筋搭接长度较长"且连接钢筋直径以及在抗震设防地区的应用有较严格的限制#相比之下"套筒灌浆连接性能稳定)技术成熟)应用范围广"是目前工程中普遍采用的钢筋连接构造"但这一连接构造也存在灌浆工艺复杂)技术要求高)灌浆质量难以检测等问题(干式连接则指在构件中预埋钢板或其他部件"再通过焊接或螺栓紧固等来实现连接(螺栓连接是干式连接最主要的形式之一"该连接操作简便)安装质量可控"同时可大幅减少临时支撑"显著提高施工效率*#N!+"但其成本较高且应用较少(因此"将螺栓连接和套筒灌浆连接组合形成的混合连接"可充分发挥两类连接方式的优势(目前"国内外有关预制剪力墙抗震性能研究主要集中在采用套筒灌浆连接或预留孔道浆锚搭接连接等湿式连接的预制剪力墙方面"而对于采用干式连接的预制剪力墙抗震性能的研究很少"主要研究进展如下%%$在套筒灌浆连接预制剪力墙的抗震性能研究方面"美国工程院院士d55博士于%"M$年发明套筒灌浆连接"并将其成功应用于檀香山的一旅馆建筑(此后"国内外学者进行了大量的试验研究"并取得一系列研究成果(分别以国外c*55,386,275+829: B)*WV2YA*?+和国内钱稼茹*O+为代表"其研究结果表明%小轴压比!,$P!$下套筒灌浆连接预制剪力墙表现出较好的承载力)延性和耗能能力#文献*D N M+的研究表明%$P%!轴压比下"竖向分布钢筋采用单排套筒灌浆连接预制剪力墙的抗震性能与竖向分布钢筋采用双排套筒灌浆连接预制剪力墙差别不大#文献*&N"+表明%竖向钢筋全部采用单排套筒灌浆连接预制剪力墙的延性和耗能均好于现浇剪力墙"二者承载力相近(#$在预留孔道浆锚搭接连接预制剪力墙的抗震性能研究方面"文献*%$N%%+对螺旋箍筋约束浆锚搭接连接进行了较为系统的钢筋锚固)搭接试验以及剪力墙的抗震性能试验"结果表明"该连接具有较好的受力性能且其连接剪力墙整体抗震性能较好#郭正兴等*%#+通过金属波纹管浆锚搭接连接预制剪力墙结构的低周反复荷载试验"发现预制剪力墙结构与现浇剪力墙结构具有相近的承载力)延性和耗能#本课题组对金属波纹管浆锚搭接连接进行了改进"并对该连接预制剪力墙进行了低周反复荷载试验研究"研究表明%预制剪力墙的承载力)延性和耗能均好于现浇剪力墙*&+(!$在螺栓连接预制剪力墙的抗震性能研究方面"从系统查阅的国内外文献资料来看"相关研究工作较少(文献*%!+通过研究证实了螺栓连接剪力墙在静力荷载下的可靠性#文献*%?+通过?组螺栓连接钢骨混凝土剪力墙的拟静力试验可知"螺栓连接可有效传递竖向应力和剪力(综合以上可知%%$在当前采用的预制剪力墙连接方式中"套筒灌浆连接应用最为广泛"但灌浆工艺复杂"质量难以检测##$关于螺栓连接预制剪力墙的研究较少且仅限于静力性能"其抗震性能仍有待研究"而有关螺栓N套筒混合连接预制剪力墙抗震性能的研究尚为空白#!$预制剪力墙竖向分布钢筋全部连接存在接头数量多)施工复杂)成本高等问题#?$已有预制剪力墙抗震试验大多为低轴压比!,$P!$"高轴压比试验较少(此外"现行美国规范^E J]5824,0-,W1))V !M9R$*%O+以及我国国家标准1装配式混凝土结构技术规程2(C(%N#$%?*%D+和1装配式混凝土建筑技术标准2C_L X O%#!%N#$%D*%M+对套筒灌浆连接预制剪力墙都给出了较为详细的设计规定"但有关螺栓连接预制剪力墙的设计规定仍为空白(综上所述"本文提出了一种新型预制混凝土剪力墙即螺栓N套筒混合连接剪力墙"该剪力墙,!O?,哈’尔’滨’工’程’大’学’学’报第!"卷竖向分布钢筋采用单排螺栓连接)边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接(通过D个剪力墙足尺模型试件!%个全套筒灌浆连接预制剪力墙试件)!个混合连接预制剪力墙试件和#个现浇对比剪力墙试件$在高轴压比下!$P O$的低周反复荷载试验"对混合连接预制剪力墙的抗震性能进行较为系统的研究(%’试验设计%P%’试件设计以上海佘山#%丘%u)#u楼%%层保障房项目!抗震设防烈度为M度"抗震等级为二级$为工程背景"设计了D个剪力墙足尺试件!见表%$(试件分为两组"第一组包括预制试件^F%g ^F!和现浇对比试件H F%"第二组包括预制试件^F?和现浇对比试件H F#(其中试件^F%的竖向分布钢筋采用单排套筒灌浆连接)边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接"试件^F#g^F?的竖向钢筋采用螺栓N套筒混合连接!竖向分布钢筋采用单排螺栓连接)边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接$"预制试件^F%g^F!的配筋与现浇试件H F%相同"预制试件^F?的配筋与现浇试件H F#相同"各试件施工图见图%(表%’模型试件参数表U4<7*%’1/4+4=.*+’0.’=0:J./*0K*=’5*(0试件编号试件类型竖向钢筋连接方式边缘构件中间墙体是否设置后浇边缘构件H F%现浇贯通贯通-^F%预制套筒双排套筒单排否^F#预制套筒双排螺栓单排否^F!预制套筒双排螺栓单排墙体一侧H F#现浇贯通贯通-^F?预制套筒双排螺栓单排墙体中间部位图"@剪力墙试件施工图F’,G"@#*.4’70:J./*0K*=’5*(0,?O?,第!期薛伟辰"等%高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能’’实际工程中"楼层内相邻预制剪力墙接缝位于纵横墙交接处的约束边缘构件区域时"该区域宜全部采用后浇混凝土(由图%可见"为模拟纵横墙相交腹板部分"试件^F !的中间墙体采用预制构造"边缘构件一侧预制一侧现浇#试件^F ?的两侧边缘构件全部预制"中间墙体设&$$KK 宽后浇边缘构件"模拟纵横墙相交翼墙部分(D 个试件的墙体尺寸均为#"$$KK !高$i #$$$K K !宽$i #$$K K !厚$"设计轴压比均为$P O (剪力墙的预制和现浇混凝土强度等级均为E?$"水平和竖向钢筋均采用0H _?$$钢筋(根据与现浇试件抗弯承载力等效且保证抗剪承载力满足要求的原则"确定混合连接中螺栓连接器的型号为^BY #$"构造详图见图#(图!@预制混凝土剪力墙螺栓连接构造详图F ’,G !@#*.4’70:J ./*<:..7*)=:((*=.’:(:J K +*=40.0/*4+?477%P #’加载方案试验加载装置采用同济大学建筑结构试验室研制的%$$$$V[大型多功能结构试验机"试验机顶部的闭环控制竖向加载跟动装置能保证竖向荷载的无阻跟动"从而实现竖向荷载全自动跟踪墙顶侧移来考虑N N 4效应的影响(试验加载过程为%%$按预设轴压比"通过竖向作动器施加恒定的竖向荷载##$在加载梁上施加水平低周反复荷载(按照(C (%$%N %""D 1建筑抗震试验方法规程2*%&+的规定"水平荷载的标准加载方法采用荷载)位移混合控制制度(首先正)负向各循环一次"找到开裂荷载"然后以墙体顶点侧移&]L?$$!&n %"#"!."墙体高度]n #"$$K K $分级加载"每级加载循环!次"直至荷载降至峰值荷载的&Oj "或者试件发生严重破坏"即认为试件达到承载力极限状态"终止加载(加载制度如图!所示(%P !’量测内容主要量测内容%%$墙体顶部加载点和墙体底部的水平位移##$墙体顶部水平荷载及裂缝开展情况#!$墙体各部位钢筋与混凝土应变#?$连接钢筋应变(图M@加载制度F ’,G M@H :4)’(,0*.2K#’主要试验结果与分析#P %’受力过程和破坏形态预制试件和现浇试件受力过程相同"均经历了开裂)屈服)达到峰值荷载和试件破坏?个阶段%%$开裂阶段%试件^F %g ^F ?)H F %g H F #的开裂荷载分别为&$$)MO$)M$$)&$$)M&$和&O$V[(加载初期裂缝水平开展"为弯曲裂缝"主要分布在墙体下部(#$屈服阶段%随着水平位移的增加"沿墙体向上出现多条水平裂缝"部分斜向发展(在墙顶位移达到%%P!g %?P O K K 时"所有试件最外侧竖向钢筋均发生受拉屈服"同时墙体底部混凝土起皮(!$峰值阶段%在此阶段"裂缝基本出齐"不断加宽并延伸"水平裂缝逐步发展成为斜裂缝(在墙顶位移达到#!PO g !?P O K K 时"试件承载力均达到峰值状态"墙体底部两侧混凝土开始压碎剥落(?$破坏阶段%墙体底部混凝土剥落严重"纵筋压曲"箍筋露出(与预制试件不同"现浇试件破坏时"承载力未下降"混凝土压碎较突然"表现出一定的脆性(在整个受力过程中"D 个试件水平筋和箍筋的最大应变值均不大于%PO$$i %$N !"小于其屈服应变#P?$#i %$N !"表明试件的水平筋和箍筋在试验过程中均处于弹性工作状态"未发生屈服(边缘构件采用套筒灌浆连接竖向钢筋的应变均大于屈服应变#P?$#i %$N !#中间墙体采用套筒灌浆连接或螺栓连接竖向分布钢筋的应变小于#P$i %$N !"未发生屈服(’’综上可知"各试件的破坏形态均为弯曲破坏"主要特征为%%$墙体裂缝分布基本对称##$受压纵筋屈服#!$试件最终因剪力墙底部受拉钢筋断裂"混凝土压碎而丧失承载力(!见图?$(#P #’滞回曲线基于墙顶水平荷载与位移试验结果"得到D 片试件的荷载N 位移滞回曲线"见图O (由滞回曲线分析可知%,O O ?,哈’尔’滨’工’程’大’学’学’报第!"卷%$总体而言"预制试件与现浇试件滞回曲线的发展规律基本一致(加载前期"各试件基本处于弹性工作状态"滞回环包围的面积小#随着墙顶侧移的增大"试件的滞回环所包围的面积逐渐增大"试件耗能不断增加"但由于墙底混凝土的开裂"滞回曲线均有一定程度的捏拢现象(’’#$同一级位移下!个加载循环的墙顶最大水平荷载逐渐减小"表明混凝土不断产生损伤积累"出现承载力退化现象(!$现浇试件H F %和H F #的滞回环数量少"且捏拢明显(相较而言"第一组与第二组中混合连接试件^F #)^F !与^F ?的滞回曲线更为饱满"耗能能力明显优于相应的现浇试件"且水平力达到峰值后"随着位移增大能稳定地保持水平力或水平力缓慢下降"这主要是由于螺栓N 套筒对混凝土的约束作用"使其受力性能稳定(图O@剪力墙破坏形态F ’,G O@F 4’72+*K 4..*+(0:J 0/*4+?477图E@试件滞回曲线F ’,G E@e -0.*+*0’07::K 0:J 0K *=’5*(0’’?$第一组中"试件^F #与^F %滞回曲线的循环次数和饱满程度较接近"表明混合连接同套筒连接一样均可有效传递竖向钢筋应力(#P !’骨架曲线D 个剪力墙试件的荷载N 侧移骨架曲线见图D (由图D 可知%%$试件在反复荷载作用下经历了开裂)屈服)达到峰值荷载和破坏四个阶段(开裂前"所有试件的骨架曲线均近似为一条直线"荷载和位移呈线性关系#开裂后"墙顶荷载的增加开始滞后于墙顶位移"刚度明显降低#屈服后"刚度退化更明显(#$总体上"预制试件的承载力与相应的现浇试件接近(第一组混合连接试件^F #和^F !的承载力比现浇对比试件HF %分别高DP $j 和OP #j #第二组混合连接试件^F ?的承载力比现浇对比试件H F #低%#P Oj "但相比之下试件^F ?的荷载下降速度明显较缓(!$第一组中"试件^F #的承载力与试件^F %接近"这表明竖向钢筋采用螺栓N 套筒混合连接或套筒灌浆连接对剪力墙的承载力影响不大(,D O ?,第!期薛伟辰"等%高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能#P ?’位移延性位移延性系数为-n 4_J 42(42为试件屈服时测点的水平位移"根据骨架曲线按等能量法*%"+确定#4_为试件极限状态对应测点的水平位移"定义水平力下降至峰值水平力的&Oj 时为极限状态"若未下降至峰值水平力的&Oj "取试验结束为极限状态(D 个剪力墙试件的位移延性系数"如表#所示(图R@试件骨架曲线F ’,G R@68*7*.:(=2+L*0:J 0K *=’5*(0表#’剪力墙试件的变形特征值与延性系数U 4<7*#’1/4+4=.*+’0.’=0:J )*J :+54.’:(4())2=.’7’.-=:*J J ’I=’*(.0:J ./*0K *=’5*(0试件编号屈服荷载N 2L V[屈服位移42L K K 峰值荷载N K -‘L V[极限位移4_L K K 4_J 42H F %^F %^F #^F !H F #^F ?正向%%%$%!P %"%!O?!MP OD #P &O 反向"D#%?P O#%%?#!#P #"#P #!均值%$!D %!P &D %#?&!?P "!#P O?正向%#"%%#P O?%?O??#P !D !P !&反向%$"!%DP "!%#?"?!P "D #P D$均值%%"#%?P M?%!O#?!P %D #P ""正向%#$O %?P D?%!OD ?$P MD #P M&反向%%$?%OP O%%#"$?$P &%#P D?均值%%OO %OP $&%!#!?$P M"#P M%正向%%"O %OP #M %!&!?MP &#!P %?反向%$&$%?P M&%#?#?&P &?!P !%均值%%!&%OP $!%!%!?&P !!!P #!正向%!%?%?P D#%O$#!?P #O #P !?反向%#!#%?P $%%?%$#"P "M #P %?均值%#M!%?P !#%?OD !#P %%#P #?正向%%?"%%P !%%!%$O%P ##?P O#反向%#!M %DP $M %#!O D#P ?%!P &&均值%%"!%!P D"%#M!ODP &#?P #$’’由表#可知%%$高轴压比下"D 个剪力墙试件的位移延性总体良好"延性系数均大于#P#?(#$第一组与第二组中混合连接试件^F #)^F !与^F ?的位移延性分别为#P M%)!P #!和?P #$"均高于现浇对比试件HF %!#P O?$和H F #!#P #?$"这主要是由于螺栓N 套筒对接缝部位有较强的局部约束作用"延缓了墙底两侧混凝土压碎崩溃"从而提高了试件的延性(!$第一组中"试件^F #的位移延性略小于试件^F %"但差别不大"且均好于现浇试件H F %"表明螺栓N 套筒混合连接剪力墙同套筒灌浆连接剪力墙一样具有良好的延性(#P O’刚度退化刚度退化指的是在各级位移下"结构或构件的刚度随着反复荷载的次数增加而降低的特性(常用环线刚度[:来表示构件的刚度退化"其表达式为[:’*&9’%N9:*&9’%49:式中%N 9:为第:级加载第9次循环的墙顶水平荷载"49:为第:级加载第9次循环的墙顶水平位移"&为循环次数(试件的环线刚度退化情况见图M (由图M 可知%%$预制试件与现浇试件的刚度退化规律一致%加载前期下降速度快"屈服时试件的刚度为其开裂刚度的DOj 左右"峰值点对应的刚度为其开裂刚度的?$j 左右"试件破坏时刚度为其开裂刚度的#$j 左右"试件的刚度退化主要集中在开裂后至屈服前阶段"主要是因为混凝土裂缝的产生集中发生在这个阶段##$所有试件的正向开裂刚度均大于反向开裂刚度"这主要是因为首先进行正向加载"对试件造成一定的损伤"导致其反向刚度有所降低#!$第一组与第二组中混合连接试件^F #)^F !与^F ?的初始刚度总体上大于相应的现浇对比试件"这表明采用混合连接可以提高试件整体刚度#?$试件^F #与^F %的刚度退化曲线接近"表明竖向钢筋采用螺栓N 套筒混合连接或套筒灌浆连接对试件的刚度退化基本没有影响(#P D’耗能能力试件阶段耗能是指各级位移下三次循环正负向半周耗能的平均值"累积耗能为正负向各级荷载下阶段耗能均值的累加值"试件累积耗能见图&(由图&可知%%$开裂前"各试件基本处于弹性工作阶段"累积耗能均较小#随着墙顶侧移的增大和循环次数的增多"剪力墙进入弹塑性阶段"耗能增涨明显#在破坏阶段"混凝土损伤不断累积"试件的荷载值下降"但侧移的增加还是会显著提高耗能(#$第一组与第二组中混合连接试件^F #)^F !与^F ?的耗能能力明显好于相应的现浇对,M O ?,哈’尔’滨’工’程’大’学’学’报第!"卷比试件"主要是因为螺栓N 套筒对混凝土的局部加强作用"延缓了混凝土的破坏(!$第一组中"试件^F #与试件^F %的耗能能力相当"且均高于现浇对比试件"说明竖向钢筋采用螺栓N 套筒混合连接或套筒灌浆连接均能充分发挥其耗能作用(图B@各试件刚度退化曲线F ’,G B@6.’J J (*00)*,+4)4.’:(=2+L*0:J 0K *=’5*(图X@试件的累积耗能F ’,G X@;==25274.’L**(*+,-)’00’K 4.’:(:J 0K *=’5*(0!’安全性评价’’以上海佘山#%丘%u )#u 楼保障房项目为工程背景"基于现行1装配式混凝土建筑技术标准2!C _L X O%#!%N #$%D $"通过剪力墙正截面抗弯承载力)斜截面抗剪承载力和接缝抗剪承载力的设计值与试验值对比"对D 个剪力墙试件的安全性进行了评价(!P %’正截面抗弯承载力D 个试件的正截面抗弯承载力设计值"与剪力墙和地梁交界处正截面抗弯承载力试验值的对比见表!(D 片剪力墙试件的抗弯承载力安全系数在%P !D g #P $$"具有较大的安全余量"满足设计要求(!P #’斜截面抗剪性能评价D 片剪力墙试件的斜截面抗剪承载力设计值"与剪力墙试件发生弯曲破坏时墙体剪力试验值的对比见表?(破坏时D 片剪力墙试件所承受的剪力值为其抗剪承载力设计值的%P%M g %P O!倍"表明所有试件的斜截面抗剪安全性均满足设计要求(表!’抗弯承载力规范计算值与试验值对比U 4<7*!’1:5K 4+’0:(:J =47=274.*)J 7*Q2+47=4K 4=’.-?’./.*0.+*027.0试件编号规范设计值#:L !V[,K $试验实测值#K -‘L !V[,K $安全系数#K -‘L #:正向反向正向反向H F %^F %^F #^F !H F #^F ?##D"#&!%?##?!OD!%P &D %P OM ?O!D !&"D #P $$%P M#?#!$?$#?%P &D %P MM ?!%?!&MO %P "$%P M%?DOD ?!M$%P D?%P O??$&M!&O!%P ??%P !D,&O ?,第!期薛伟辰"等%高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能表?’斜截面抗剪承载力规范计算值与试验值对比U4<7*?’1:5K4+’0:(:J=47=274.*)0/*4+=4K4=’.-?’./.*0.+*027.0试件编号规范设计值O:L V[试验实测值OK-‘L V[OK-‘L;Q正向反向正向反向H F% ^F%^F# ^F!H F# ^F?"&$%!O?%%?#%P!&%P%M%?O?%#?"%P?&%P#M%!OD%#"$%P!&%P!#%!&!%#?#%P?%%P#M%O$#%?%$%P O!%P??%!%$%#!O%P!?%P#D!P!’接缝抗剪性能评价按照现行国家标准"对?个预制墙试件的接缝抗剪承载力设计值进行计算"均大于?%#$V[(发生弯曲破坏时"?个预制墙试件接缝处的最大剪力值为%O$#V["小于规范计算值(这表明螺栓N套筒混合连接预制墙试件接缝处具有较高的抗剪安全余量"不会发生接缝破坏(?’结论’’%$所有试件均发生弯曲破坏"破坏形态为边缘构件纵向钢筋受拉屈服"墙体底部混凝土压溃( #$预制试件^F%g^F?的滞回曲线比相应现浇试件H F%和H F#饱满"其承载力与H F%和H F#接近"相差在N%#P Oj g&P!j#预制试件^F%g^F?的延性和耗能能力均高于相应现浇试件H F%和H F##螺栓N套筒混合连接能够有效传递钢筋应力"预制试件^F#的滞回曲线形状)承载力)延性及其耗能均与预制试件^F%接近(!$所有试件刚度退化规律均一致(?$所有试件均具有较高的抗弯)抗剪和接缝抗剪安全余量(本文提出的螺栓N套筒混合连接预制剪力墙具有良好的抗震性能(有关成果已被上海市标准1装配整体式混凝土公共建筑设计规程2!]C($&N #%O?N#$%?$和1装配整体式混凝土居住建筑设计规程2!]C L X($&N#$M%N#$%D$采纳"并在上海佘山#%丘%u)#u楼%%层工程项目中得到应用(参考文献!*%+薛伟辰"胡翔<上海市装配整体式混凝土住宅结构体系研究*(+<住宅科技"#$%?"!?!D$%O N"<b63F52U R5,"06b2-,4<B9*W:),89+*U9*+-.8:895K)/ -885K1.5W K),).29R2UU),U+595R)*82,42,BR-,4R-2*(+<0)*82,48U25,U5"#$%?"!?!D$%O N"<*#+^52VV)C+)*S<^BYT-..8R)5*H+<^52VV)[5T8"#$$D< *!+>3[3C\X X\><B9+*U9*+-.U),,5U92),8/)+S+5U-89U),I U+595<95U R,2U-.U)*,U2.)//21*(+<G211*..592,"#$$&"?!!#$%!?N!M<*?+B\6]Y J YA"H J Z Y A@@AB0"@3_@A[E_<0)+2e),9-.U),,5U92),8/)+S+5U-89U),U+5958R5-+T-..88*1Q5U95W9)U:I U.2U W5/)+K-92),8S-+9%%K2.W8955.U),,5U92),8*(+<^E J Q)*+,-."%""O"?$!?$%M&N"D<*O+钱稼茹"杨新科"秦珩"等<竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验*(+<建筑结构学报"#$%%"!#!D$%O%N O"<c J A[(2-+*"d A[C b2,V5"c J[05,4"59-.<X5898),8528K2U15R-72)+)/S+5I U-898R5-+T-..8T29R7-+2)*8K59RI )W8)/75+92U-.+52,/)+U5K5,98S.2U2,4*(+<()*+,-.)/1*2.WI 2,489+*U9*+58"#$%%"!#!D$%O%N O"<*D+张微敬"钱稼茹"于检生"等<竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验*(+<土木工程学报"#$%#!%$$%&"N"M<Z0A[CF52Q2,4"c J A[(2-+*"d6(2-,8R5,4"59-.<X5898 ),8528K2U15R-72)+)/S+5U-898R5-+T-..8T29R U-89I2,I829*1)*,W-+:5.5K5,98-,W75+92U-.W289+21*95W+52,/)+U5K5,988S.2U5W1:-82,4.5+)T)/8955.1-+8*(+<E R2,-U272.5,42I ,55+2,4Q)*+,-."#$%#!%$$%&"N"M<*M+张微敬"钱稼茹"陈康"等<竖向分布钢筋单排连接的预制剪力墙抗震性能试验*(+<建筑结构"#$%%!#$%%#N%D<Z0A[CF52Q2,4"c J A[(2-+*"E03[Y-,4"59-.<X5898 ),8528K2U15R-72)+)/S+5I U-898R5-+T-..8T29R75+92U-.W28I 9+21*95W+52,/)+U5K5,988S.2U5W1:-82,4.5+)TU),,5U92,4 +51-+8*(+<_*2.W2,489+*U9*+5"#$%%!#$%%#N%D<*&+古徐莉<新型预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究*]+<上海%同济大学"#$%?<C6b*.2<3‘S5+2K5,9-.89*W:),8528K2U15R-72)+)/[5T I 9:S5S+5U-89U),U+5958R5-+T-..89+*U9*+5*]+<BR-,4R-2%X),4Q26,275+829:"#$%?<*"+徐志俊<基于新型钢筋连接方案的预制混凝土剪力墙抗震性能试验研究*]+<上海%同济大学"#$%D<b6Z R2Q*,<3‘S5+2K5,9-.89*W:),8528K2U15R-72)+)/S+5I U-89U),U+5958R5-+T-..81-85),,5T I9:S5U),,5U92),*]+<BR-,4R-2%X),4Q26,275+829:"#$%D<*%$+姜洪斌"张海顺"刘文清"等<预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋锚固性能*(+<哈尔滨工业大学学报"#$%%"?!!?$%#&N!%<(J A[C0),412,"Z0A[C0-28R*,"@J6F5,a2,4"59-.<3‘S5+2K5,9-.89*W:),S.*4I2,/2..2,4R).5/)+8955.1-+-,I U R)+-45)/9R5^E89+*U9*+5*(+<()*+,-.)/0-+12,J,8929*95)/X5U R,).)4:"#$%%"?!!?$%#&N!%<*%%+陈再现"姜洪斌"张家齐"等<预制钢筋混凝土剪力墙结构拟动力子结构试验研究*(+<建筑结构学报"#$%%"!#!D$%?%N O$<E03[Z-2‘2-,"(J A[C0),412,"Z0A[C(2-a2"59-.<,"O?,。
《再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验与计算方法研究》
《再生保温混凝土剪力墙抗震性能试验与计算方法研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，高层建筑的发展与日俱增，剪力墙作为高层建筑的主要承重结构，其抗震性能的优劣直接关系到建筑的安全性。
而再生保温混凝土作为一种新型建筑材料，因其环保、节能、耐久等特性，正逐渐在建筑领域得到广泛应用。
因此，对再生保温混凝土剪力墙的抗震性能进行试验与计算方法研究，对于提高建筑结构的抗震能力，保障人民生命财产安全具有重要意义。
二、试验设计（一）试验材料本试验采用再生保温混凝土作为剪力墙的建筑材料。
再生保温混凝土是一种以工业废弃物为原料，经过特殊工艺制成的混凝土，具有优异的保温性能和力学性能。
（二）试件制作根据实际工程需求，制作了不同配筋率、不同厚度的再生保温混凝土剪力墙试件。
试件的制作过程中，严格控制了原材料的配比、搅拌时间、浇筑质量等关键环节，确保试件的质量。
（三）试验方法采用模拟地震振动台的方法，对试件进行不同强度、不同频率的地震波作用，观察试件在地震作用下的破坏形态、裂缝发展、变形等情况。
三、试验过程与结果分析（一）试验过程在模拟地震振动台上，对试件进行了不同强度、不同频率的地震波作用。
在试验过程中，通过传感器实时监测试件的应力、应变、裂缝等数据，记录试件在地震作用下的破坏形态和破坏过程。
（二）结果分析通过对试验数据的分析，得出以下结论：1. 再生保温混凝土剪力墙具有较好的抗震性能，能够承受较大的地震作用；2. 配筋率和墙厚对剪力墙的抗震性能有显著影响，适当增加配筋率和墙厚可以提高剪力墙的抗震性能；3. 裂缝的发展和分布对剪力墙的抗震性能具有重要影响，合理的裂缝控制措施可以有效提高剪力墙的抗震性能。
四、计算方法研究（一）有限元分析采用有限元分析软件，对再生保温混凝土剪力墙进行数值模拟分析。
通过建立合理的有限元模型，模拟地震作用下剪力墙的应力、应变、裂缝等行为，为试验提供理论依据。
（二）抗震性能计算方法根据试验和有限元分析的结果，提出了一种基于能量耗散理论的再生保温混凝土剪力墙抗震性能计算方法。
轴压比对柱子滞回曲线的影响_概述及解释说明
轴压比对柱子滞回曲线的影响概述及解释说明1. 引言1.1 概述柱子在受到轴向压力作用时，往往会表现出一种特殊的非线性行为，即滞回效应。
滞回曲线是描述轴力加载和卸载过程中柱子应力-应变关系的一种重要形式。
而轴压比，则是指受力柱子的轴向压力与其临界轴向抗压能力之间的比值，在结构设计及分析中具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍轴压比与滞回曲线的概念，并对它们之间的关系进行详细探讨。
然后，我们将综述一些影响滞回曲线形状的因素，包括材料性质、施加载荷路径以及其他影响因素。
接下来，我们将通过实验验证和案例分析来进一步说明轴压比对柱子滞回曲线的具体影响。
最后，我们将总结本文研究工作的主要发现，并展望未来可能进行的进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨轴压比对柱子滞回曲线的影响机理及其相关因素，并通过实验验证和案例分析加以解释。
通过本研究，我们将有助于更好地理解轴压比与滞回曲线之间的关系，为柱子的设计和分析提供科学依据，并为进一步研究该领域的发展方向提供参考。
2. 轴压比与滞回曲线：2.1 轴压比的定义与影响因素：轴压比指的是柱子承受的轴向荷载与其抗弯能力之间的比值，通常用公式表示为N/As，其中N代表轴向荷载，As代表柱子截面积。
轴压比是衡量柱子受到压力程度的重要参数。
其数值大于1时表示柱子处于受压状态，而小于1时则表示处于受拉状态。
轴压比会受到多种因素的影响。
首先，外部荷载水平会直接影响轴压比。
当施加在柱子上的外部荷载增加时，轴向力也会相应增大，从而使得轴压比增大。
其次，柱子自身几何尺寸、材料强度和截面形状等因素也会对轴压比产生影响。
例如，在支撑结构中，较矮胖的柱子相较于高瘦的柱子具有更高的轴压比。
此外，侧向约束条件也是一个重要因素。
当存在侧向约束来限制柱子在横向位移方向上的变形时，柱子受到的轴向力会有所增加，进而导致轴压比增大。
2.2 滞回曲线的概念与特点：滞回曲线是描述材料或结构在循环加载中失去和恢复弹性能力的一种曲线。
装配式混凝土剪力墙水平拼缝U型闭合筋连接抗震性能试验研究_刘家彬 (1)
第43卷第3期2013年5月东南大学学报（自然科学版）JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY（Natural Science Edition）Vol．43No．3May2013doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2013．03．022装配式混凝土剪力墙水平拼缝U型闭合筋连接抗震性能试验研究刘家彬1陈云钢1，2郭正兴1张建玺1（1东南大学土木工程学院，南京210096）（2安徽工业大学建筑工程学院，马鞍山243002）摘要：为综合评价水平拼缝U型闭合筋连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能，对其足尺试件进行了低周反复荷载试验并与现浇试件对比．试验结果表明：对于破坏形态，U型闭合筋连接试件与现浇试件基本相同；由于水平拼缝的存在，U型闭合筋连接试件的受力全过程的表现形式与现浇试件不相同；两者滞回曲线均较饱满，骨架曲线走势基本一致，耗能能力接近；两者极限位移角分别为1/46和1/49，位移延性系数均为4，满足延性要求；U型闭合筋试件较现浇试件初期刚度、开裂荷载有所降低，但峰值荷载承载能力提高．装配式混凝土剪力墙结构水平拼缝采用合理构造可以达到与现浇结构相当的承载能力、延性以及抗震耗能能力．关键词：装配式混凝土剪力墙；水平拼缝；U型闭合筋；抗震性能中图分类号：TU375文献标志码：A文章编号：1001－0505（2013）03-0565-06Test on seismic performance of precast concrete shear wall with U-shaped closed reinforcements connected in horizontal jointsLiu Jiabin1Chen Yungang1，2Guo Zhengxing1Zhang Jianxi1（1School of Civil Engineering，Southeast University，Nanjing210096，China）（2School of Civil Engineering and Architecture，Anhui University of Technology，Maanshan243002，China）Abstract：To comprehensively evaluate the seismic performance of precast concrete shear wall with U-shaped closed reinforcements connected in horizontal joints，a fabricated and a cast-in-place con-crete shear wall with full scale specimens were tested and compared under low cyclic loading．The test results show that the failure pattern of the U-shaped closed reinforcements is basically the same as that of the cast-in-place specimen．The form of stress process of the U-shaped closed reinforcements is different from that of the cast-in-place test piece due to the horizontal joints．The hysteresis curves of both specimens are full，and the trends of the skeleton curves are basically the same；the capaci-ties of the energy dissipation are also similar．The ultimate displacement angles of the two specimens are1/46and1/49，respectively，and displacement ductility factors are4，which meet the ductility requirements．The initial stiffness and cracking load of U-shaped closed reinforcements are lower than those of the cast-in-place specimen，but the peak load carrying capacity is increased．Precast concrete shear wall with reasonable horizontal joints can achieve similar carrying capacity，ductility and seismic energy dissipation capacity to the cast-in-place specimen．Key words：precast concrete shear wall；horizontal joint；U-shaped closed reinforcement；seismic performance收稿日期：2012-10-26．作者简介：刘家彬（1968—），男，博士，副教授，dndxljb@126．com．基金项目：“十二五”国家科技支撑计划资助项目（2011BAJ10B03）．引文格式：刘家彬，陈云钢，郭正兴，等．装配式混凝土剪力墙水平拼缝U型闭合筋连接抗震性能试验研究［J］．东南大学学报：自然科学版，2013，43（3）：565-570．［doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2013．03．022］http：//journal．seu．edu．cnhttp ：//journal．seu．edu．cn随着我国“建筑工业化、住宅产业化”进程的加快，装配式混凝土剪力墙结构应用越来越广泛．近年来，国内已逐渐形成了多种装配式剪力墙结构技术［1-5］．剪力墙构件是高层房屋剪力墙结构的主要受力构件，也是其首要抗震耗能构件．因为装配式剪力墙墙体构件分层预制，故位于水平拼缝处的水平连接构造和性能直接决定了剪力墙结构的整体性、承载能力及变形能力．所以，探索水平拼缝处合理的竖向钢筋连接方式及局部现浇混凝土的拼缝处理方法，对装配式剪力墙抗震性能影响的研究就显得尤为必要．国外学者也曾做过类似研究［6-9］．本文将介绍一种作者设计的U 型闭合筋连接装配式剪力墙结构内墙水平连接的新形式，并对U 型闭合筋连接形式进行抗震性能试验，综合评价其抗震性能．1U 型闭合筋内墙水平连接剪力墙上层预制内墙板两下角的左、右边缘部分是没有混凝土的竖向U 型闭合钢筋，水平分布钢筋的两端与竖向U 型闭合钢筋连接，箍筋分别将竖向U 型闭合钢筋连接成一个整体；剪力墙上层预制内墙板中部设有金属波纹浆锚管，波纹浆锚管的下部位于剪力墙上层预制内墙板的下部并与外部连通，波纹浆锚管的上部与浇筑口连通，在剪力墙上层预制内墙板侧面的竖向U 型闭合钢筋上方设有预留浇筑孔．剪力墙下层预制内墙板上部的中间部分设有竖向浆锚钢筋，对应于上层预制内墙板的波纹管；剪力墙下层预制内墙板两边部分对应于剪力墙上层预制内墙板的左、右两下角设有竖向U 型闭合钢筋的部分，见图1（a ）．剪力墙上层预制内墙板与剪力墙下层预制内墙板连接时，墙板中部竖向分布钢筋浆锚间接搭接连接区域混凝土接触面四周铺有坐浆层，竖向浆锚钢筋插入金属波纹浆锚管，灌浆料灌入金属波纹浆锚管；剪力墙上下层预制内墙板边缘部位的竖向U 型闭合筋对插、搭接，水平加强钢筋插入竖向U 型闭合钢筋，见图1（b ）．U 型闭合筋内墙的优点如下：1）上、下层剪力墙板边缘部分的连接通过U 型闭合筋错位对扣、绑扎水平加强钢筋及连接区局部现浇混凝土实现，保证连接的抗剪、抗弯承载力及刚度，U 型闭合筋及箍筋对局部现浇混凝土提供了多向约束作用，提高了边缘构件的延性．2）剪力墙板中部竖向分布钢筋通过浆锚间接搭接连接方式，既方便了上层剪力墙板在浇筑楼板后的安装就位及临时锚固，又可减少现场的灌浆工作量．3）U 型闭合钢筋混合连接边缘构件的水平连接采用等同于现浇剪力墙的湿连接，中部竖向分布钢筋处的水平缝采用干连接，兼顾了不同部位水平拼缝连接的整体性和施工便利性．1—剪力墙上层预制内墙板；2—预留浇筑孔；3—金属波纹浆锚管；4—竖向U 型闭合钢筋；5—灌浆料；6—水平加强钢筋；7—剪力墙下层预制内墙板；8—竖向浆锚钢筋；9—水平分布钢筋；10—箍筋；11—灌浆口；12—拼缝处坐浆层；13—现浇混凝土图1U 型闭合筋内墙示意图665东南大学学报（自然科学版）第43卷http ：//journal．seu．edu．cn2试验方案2．1试验设计U 型闭合筋内墙及现浇剪力墙混凝土强度均为C30，混凝土保护层厚度为25mm．边缘构件部位使用直径为14mm 的HRB400级热轧钢筋，其他竖向分布钢筋采用直径12mm 的HRB400级热轧钢筋，水平分布钢筋采用直径10mm 的HRB400级热轧钢筋，箍筋为直径8mm 的HPB235级热轧钢筋．剪力墙试件顶部设置加载梁，下端设置锚固底座．试件采用1ʒ1足尺比例模型．现浇试件为对比试件，记为XJ ，现浇试件设计图见图2，U 型闭合筋内墙试件记为UN1（见图3）．图3中，1-1剖面自左向右分别表示剪力墙两端U 型筋的底座区域、带U 型筋未安装的上片剪力墙区域、上下U 型筋对插安装后的整片墙，2-2剖面自左向右分别表示剪力墙中间带浆锚插筋的底座区域、带浆锚管的未安装的上片剪力墙区域、浆锚安装后的整片墙．图2现浇试件设计图（单位：mm）图3U 型闭合筋内墙混合连接试件设计图（单位：mm ）2．2试验加载制度和加载装置水平荷载加载设备为1000kN 作动器．试验时，通过地脚螺杆穿过预留锚固孔将试件锚固于地面上，在水平方向设置钢梁夹紧试件底座，以防止实验试件出现水平滑移．轴压比控制为0．10，轴压采用张拉预应力钢绞线方式施加，轴压钢梁两端的765第3期刘家彬，等：装配式混凝土剪力墙水平拼缝U 型闭合筋连接抗震性能试验研究http ：//journal．seu．edu．cn钢绞线的锚固分别采用碗状墩头锚具和四孔夹片锚具．为使水平加载位移较大时轴压相对恒定，在钢绞线张拉横梁与试件顶部纵向分配梁之间设置一个万向铰，保证结构侧移时钢绞线不产生折角．水平荷载采用力和位移混合控制加载模式，模型屈服前以力控制加载，每级循环1次，屈服后以屈服位移控制加载，每级循环3次．试验加载装置见图4．试验过程中规定MTS 外推时为正，内拉时为负．图4试验加载图（单位：mm ）3试验现象试件XJ 在加载初期基本上处于弹性状态，加、卸载后残余变形很小．力控制的第6级加载过程中，作动器水平推力为210kN 左右时，墙体受拉侧（左侧）距墙250 440mm 位置出现水平裂缝，进入开裂阶段；水平推力为350kN 左右时，墙体右侧出现裂缝，随着荷载等级提高，水平弯曲裂缝转变为弯剪斜裂缝，并向对角延伸，400kN 时出现左右侧裂缝贯通现象，钢筋屈服，试件进入屈服阶段，屈服位移Δ=15mm ；之后进入位移控制加载阶段，至3Δ后几乎不出现新裂缝，表明此时剪力墙底部塑性铰完全形成，水平力达到最大值601kN ；至60mm 位移等级阶段，墙体根部钢筋裸露，混凝土压碎，承载力下降至极限承载力的85%以下，试件破坏，试件破坏形态表现为弯剪破坏（见图5）．图5XJ 试件试验图试件UN1在加载初期处于未开裂弹性阶段，加、卸载位移曲线基本重合；荷载加至－200kN 时，后浇混凝土与预制墙板结合面处出现首条水平裂缝，试件进入开裂阶段；随着荷载等级的增加，剪力墙从下至上出现多条水平裂缝，且现浇部分混凝土水平裂缝向预制墙板延伸，水平弯曲裂缝转变为弯剪斜裂缝，并向对角延伸，大致呈45ʎ，至350kN 荷载等级时水平裂缝贯通；荷载至400kN 等级时，墙体侧立面底部出现竖向裂缝，钢筋屈服，试件进入屈服阶段，屈服位移为16mm ，现浇与预制结合部位裂缝明显增大；之后进入位移控制阶段，水平位移为53mm 时，水平力达到峰值－611kN ；至64mm 位移等级时，水平力降至300kN ，边缘柱后浇部分混凝土压碎，钢筋裸露，侧立面箍筋鼓胀，试件破坏，破坏形态表现为弯剪破坏（见图6）．图6UN1试件试验图4试验分析4．1滞回曲线和骨架曲线各试件的滞回曲线和骨架曲线见图7．从图中可发现，现浇试件与装配式混凝土剪力墙试件的滞回曲线形状基本一致，各滞回环相对饱满，均呈反S 形．865东南大学学报（自然科学版）第43卷http ：//journal．seu．edu．cn图7各试件滞回曲线和骨架曲线滞回曲线具有如下共同特点：在开裂后至屈服前，滞回环处于稳定发展阶段，卸载后残余变形很小，滞回环面积也小，耗能较小；屈服后，滞回环面积明显增大，耗能也增加，在同一位移级别下，后面循环与第1次循环相比，强度和加载刚度均有明显退化，卸载刚度的退化不明显，表现出较好的耗能能力；达到极限承载力后，承载力下降缓慢，滞回曲线平缓下降，表现出良好的延性，整体偏向于位移轴，滞回环有向“Z ”形过渡的趋势．滞回曲线的不同之处在于：XJ 试件负向卸载时滞回环出现较明显的捏缩；UN1试件负向卸载时滞回环捏缩不明显，滞回环略显饱满，耗能能力基本接近．从骨架曲线看，装配式混凝土剪力墙试件与现浇试件曲线走势基本一致，表现出相近的发展规律．4．2承载能力XJ 和UN1试件的开裂荷载F cr 、屈服荷载F y和峰值荷载F p 见表1．通过对比可看出，UN1试件的开裂荷载略小于XJ 试件，屈服荷载一致，但峰值荷载承载能力略高于XJ 试件．表1承载力试验结果对比kN试件F cr F y F p XJ 210400601UN12004006114．3变形能力`试件的屈服位移Δy 、屈服位移角θy 、极限位移Δu 、极限位移角θu 和位移延性系数μ见表2．从表中可看出：2个试件的极限位移角均大于1/120［10］，具有较好的变形能力；延性系数均为4，具有较好的延性．表2加载特征值、延性对比试件Δy /mm θy Δu /mm θu μXJ 151/195601/494UN1161/182641/4644．4耗能能力结构耗散能量的能力以一周滞回环所包围的面积来衡量［11］．各试件的等效黏滞阻尼系数见表3．从表中可看出，UN1试件的等效黏滞阻尼系数与现浇试件XJ 基本接近．表3各试件的等效黏滞阻尼系数加载特征阶段XJ UN1开裂荷载0．0408300．039632屈服荷载0．0527640．049778极限荷载0．0988940．0983515结论1）对于破坏形态，现浇试件、U 型闭合筋内墙均为靠近剪力墙根部弯剪破坏．现浇试件的受力全过程大致经历了未裂阶段、开裂阶段、屈服阶段以及破坏阶段；由于水平拼缝的存在，装配式剪力墙试件的受力全过程与现浇试件不相同，主要经历了水平拼缝的张开阶段、连接钢筋屈服以及混凝土压碎的破坏阶段．2）试件的滞回曲线均较饱满，呈反S 形，耗能965第3期刘家彬，等：装配式混凝土剪力墙水平拼缝U 型闭合筋连接抗震性能试验研究能力基本接近；骨架曲线走势基本一致，表现出相近的发展规律．3）与现浇试件相比，由于水平拼缝的存在，U 型闭合筋内墙试件的开裂较早，初期刚度有所降低，UN1试件的开裂荷载略小于XJ试件，但UN1试件的峰值荷载承载能力高于XJ试件．4）U型闭合筋内墙试件与现浇试件极限位移角分别为1/46和1/49，满足规范要求的层间位移角要求；位移延性系数为4，满足延性要求．从试验结果来看，装配式混凝土剪力墙结构水平拼缝采用合理构造可以达到与现浇结构相当的承载能力、延性以及抗震耗能能力，水平拼缝U型闭合筋连接构造值得进一步优化研究．参考文献（References）［1］姜洪斌，张海顺，刘文清，等．预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋锚固性能［J］．哈尔滨工业大学学报，2011，43（4）：28-31．Jiang Hongbin，Zhang Haishun，Liu Wenqing，et al．Ex-perimental study on plug-in filling hole for steel bar an-chorage of the PC structure［J］．Journal of Harbin Insti-tute of Technology，2011，43（4）：28-31．（in Chinese）［2］钱稼茹，杨新科，秦珩，等．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［J］．建筑结构学报，2011，32（6）：51-59．Qian Jiaru，Yang Xinke，Qin Heng，et al．Tests on seis-mic behavior of pre-cast shear walls with various meth-ods of vertical reinforcement splicing［J］．Journal ofBuilding Structures，2011，32（6）：51-59．（in Chinese）［3］钱稼茹，彭媛媛，秦珩，等．竖向钢筋留洞浆锚间接搭接的预制剪力墙抗震性能试验［J］．建筑结构，2011，41（2）：7-11．Qian Jiaru，Peng Yuanyuan，Qin Heng，et al．Tests onseismic behavior of pre-cast shear walls with vertical re-inforcements grouted in holes and spliced indirectly［J］．Building Structure，2011，41（2）：7-11．（in Chinese）［4］钱稼茹，彭媛媛，张景明，等．竖向钢筋套筒浆锚连接的预制剪力墙抗震性能试验［J］．建筑结构，2011，41（2）：1-6．Qian Jiaru，Peng Yuanyuan，Zhang Jingming，et al．Tests on seismic behavior of pre-cast shear walls with vertical reinforcements spliced by grout sleeves［J］．Building Structure，2011，41（2）：1-6．（in Chinese）［5］朱张峰，郭正兴．预制装配式剪力墙结构节点抗震性能试验研究［J］．土木工程学报，2012，45（1）：69-76．Zhu Zhangfeng，Guo Zhengxing．Seismic test and analy-sis of joints of new precast concrete shear wall structures ［J］．China Civil Engineering Journal，2012，45（1）：69-76．（in Chinese）［6］Soudki K A．Behavior of horizontal connections for pre-cast concrete load bearing shear wall panels subjected tolarge reversed cyclic deformations［D］．Winnipeg，Man-itoba：University of Manitoba，1994．［7］Soudki K A，Rizkalla S H，LeBlanc B．Horizontal con-nections for precast concrete shear walls subjected to cy-clic deformations part1：mild steel connections［J］．PCI Journal，1995，40（4）：78-96．［8］Soudki K A，Rizkalla S H，Daikiw R W．Horizontal connections for precast concrete shear walls subjected tocyclic deformations part2：prestressed connections［J］．PCI Journal，1995，40（5）：82-96．［9］Soudki K A，West J S，Rizkalla S H，et al．Horizontal connections for precast concrete shear wall panels under cyclic shear loading［J］．PCI Journal，1996，41（3）：64-80．［10］中华人民共和国住房和城乡建设部．GB50011—2010建筑抗震设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2010．［11］中华人民共和国住房和城乡建设部．JGJ101—1996建筑抗震试验方法规程［S］．北京：中国建筑工业出版社，1997．075东南大学学报（自然科学版）第43卷http：//journal．seu．edu．cn。
高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙受力性能数值分析
1引言装配式混凝土剪力墙结构是目前装配式混凝土建筑中采用的主要形式之一[1]。
榫卯连接装配整体式剪力墙结构(简称“榫卯剪力墙”)是一种以“榫卯板”作为基本装配单元的全预制装配式混凝土剪力墙结构[2-4],榫卯板侧面不出筋的特殊构造能够提高预制构件的标准化、模数化程度,提高生产效率,降低生产成本,使结构在生产应用的过程中具备突出优势[5]。
如图1所示,榫卯板侧边间隔设置横向凸起作为榫头,榫头内开设竖向贯通孔洞作为榫孔,二者相交形成榫卯构造。
相互连接时需将榫卯板的榫卯构造相对布置,在榫头间横向凹槽内设置连接钢筋,在榫孔内插入竖向钢筋,绑扎形成钢筋骨架,随后浇筑混凝土实现连接。
a 榫卯板b 榫卯连接图1榫卯剪力墙示意图装配式混凝土剪力墙结构的剪跨比是决定剪力墙破坏形式的重要参数[6]。
孙志娟[7]等通过对不同剪跨比的榫卯剪力墙进行拟静力试验,研究了剪跨比对墙体受力性能的影响,结果表明,低剪跨比(剪跨比1.0)的榫卯剪力墙没有发生剪切破坏,随着剪跨比的提高,墙体的承载力降低,但抗变形能力提升。
曹春利[8]等利用ABAQUS 精细化数值分析模型研究了边缘构件纵向钢筋配筋率对低剪跨比榫卯剪力墙受力性能的影响,结果表明,随着边缘构件纵向钢筋配筋率的提高,低剪跨【作者简介】赵士瑞（1998~），男，山东滨州人，硕士在读，从事装配式建筑结构研究。
高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙受力性能数值分析Numerical Analysis of Mechanical Performance of Mortise-TenonShear Wall with High Shear Span Ratio赵士瑞1，孙志娟1，刘继良2(1.北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心，北京100044；2.大连理工大学土木工程学院，辽宁大连116024)ZHAO Shi-rui 1,SUN Zhi-juan 1,LIU Ji-liang 2(1.Beijing Advanced Innovation Center for Future Urban Design of Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China;2.School of Civil Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China)【摘要】采用ABAQUS 建立了高剪跨比榫卯剪力墙的精细化数值分析模型，对比了高剪跨比榫卯剪力墙试验结果与有限元模拟结果，从水平力-位移骨架曲线和墙体破坏形态两方面进行了分析。
装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究
装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究何军保;朱张峰;董军【摘要】As an important form of building structures in China, it is significant to research industrialization of shear wall structures. For a reliable connection in horizontal connections of precast concrete shear wall, overlapping closed stirrup was picked, a fabricated and acast?in?place shear wall specimen were tested under low cyclic loading.The strength,stiffness,ductility and energy dissipation of the two specimens were analyzed.The test results showed that overlapping closed stirrup can restrict lateral deformation of concrete in restrained area,restrain grouting connection in bellows for steel bar anchorage and improve lap performance of longitudinal bar;compared with cast?in?place shear wall specimen, the ductility and energy dissipation of fabricated shear wall specimen was the same,but the force increased.%为了使装配式剪力墙在水平拼缝处得到可靠连接,引入扣接封闭箍筋,分别对1个装配式剪力墙试件和1个现浇剪力墙试件进行低周反复荷载加载试验,并分析两试件的强度、刚度、位移延性及耗能能力等抗震性能指标.结果表明:扣接封闭箍筋可以限制约束区混凝土的横向变形,对波纹管浆锚搭接钢筋形成较好约束,并改善纵筋间的间接搭接性能;与现浇剪力墙试件相比,装配式剪力墙试件的延性和耗能能力相当,但承载能力有较大提高.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】7页(P124-130)【关键词】装配式混凝土剪力墙;浆锚钢筋;扣接封闭箍筋;低周反复荷载【作者】何军保;朱张峰;董军【作者单位】南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211800【正文语种】中文【中图分类】TU398.2近年来,在我国大力推行“绿色建筑”的大背景下,建筑业产业结构调整及技术水平都有所提高,推动了我国建筑业的可持续发展[1]。
型钢 混凝土装配式剪力墙节点抗震性能研究
基本内容
随着建筑业的快速发展，结构工程师们不断寻求更加高效、环保的建筑结构 形式。型钢—混凝土装配式剪力墙作为一种新型的结构形式，因其具有优良的抗 震性能和施工效率而受到广泛。本次演示旨在研究型钢—混凝土装配式剪力墙节 点的抗震性能，为其在建筑结构中的应用提供理论支持。
实验结果表明：在相同的地震作用下，型钢高强混凝土剪力墙的滞回曲线较 为饱满，表现出较好的耗能能力。同时，试件的破坏形态主要表现为剪切破坏和 弯曲破坏，而弯曲破坏对试件的抗震性能影响较大。此外，随着配钢率的增加， 型钢高强混凝土剪力墙的承载力和耗能能力均有所提高。
实验验证
为了验证实验结果的正确性，我们对型钢高强混凝土剪力墙进行了数值模拟。 通过有限元分析软件，建立了试件的精细模型，并采用了弹塑性本构关系来描述 材料的非线性行为。在数值模拟过程中，我们采用了与试验相同的地震作用，并 记录了试件的响应和破坏过程。
本研究采用实验与数值模拟相结合的方法，对型钢—混凝土装配式剪力墙节 点的抗震性能进行分析。首先，设计制作了12个节点试件，包括型钢和混凝土的 材料属性、几何尺寸和连接方式等因素。然后，通过地震模拟振动台对试件进行 不同水平力的作用，并采用高速摄像机记录节点变形和破坏过程。同时，利用数 值模拟软件对实验结果进行验证和补充分析。
综上所述，型钢—混凝土装配式剪力墙节点作为一种具有优良抗震性能和施 工效率的结构形式，在建筑结构中具有广阔的应用前景。通过进一步深入研究其 抗震性能和优化设计，可有效提高建筑结构的整体稳定性和安全性。本次演示的 研究成果可为相关领域的研究者提供参考和借鉴，共同推动型钢—混凝土装配式 剪力墙结构形式的广泛应用。
1、引言
装配式型钢混凝土剪力墙是一种由工厂预制的型钢混凝土构件拼装而成的结 构形式，具有施工速度快、抗震性能好、承载力高等优点，因此在高层建筑和地 震多发地区的建筑中得到广泛应用。然而，目前对于装配式型钢混凝土剪力墙的 抗震性能研究还不够充分，因此对其进行深入的有限元研究具有重要意义。