新型裝配式混凝土墻體抗震性能試驗及計算模型研究.pdf

1、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有工業(yè)化程度高、施工進度快、經(jīng)濟效益及綜合效益高等優(yōu)點，符合國家“低碳經(jīng)濟”和“四節(jié)一環(huán)?！币?，避免了傳統(tǒng)建筑施工的缺點。課題組在前期研究成果的基礎上將原有生態(tài)復合墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理與裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，相互取長補短、各汲優(yōu)點，提出新型裝配式混凝土墻結(jié)構(gòu)體系。本文在新型裝配式混凝土墻體構(gòu)件層面上，考慮了不同布筋方式（均布、田字型、井字型）、豎向連接方式（焊接連接和座漿連接）、水平連接方式（馬牙槎、T型槽和粗糙面），

2、共設計了6榀1/2比例墻體（SW1~SW6）構(gòu)件，進行擬靜力試驗研究。提出基于不同關(guān)鍵參數(shù)變化的新型裝配式混凝土墻體抗側(cè)剛度修正公式，并建立考慮剛度退化的四折線恢復力模型及改進的多豎桿墻體數(shù)值模型，為提出新型裝配式混凝土墻結(jié)構(gòu)設計方法奠定理論基礎。本文的主要工作如下：
　?。?）通過新型裝配式混凝土墻體的擬靜力試驗，分別研究了不同布筋方式（均布、田字型、井字型）、豎向連接方式（焊接連接和座漿連接）、水平連接方式（馬牙槎、T型槽和粗

3、糙面）等關(guān)鍵參數(shù)對墻體抗震性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：墻板側(cè)面混凝土連接方式為馬牙槎時，現(xiàn)澆豎向邊緣構(gòu)件與墻板咬合性能較好，遂在墻體受力過程中墻板與豎向邊緣構(gòu)件的協(xié)同工作性能良好，破壞時連接處僅出現(xiàn)細微裂縫；墻體與底梁的豎向連接方式為預埋焊板焊接時，受力過程中墻體與底梁的協(xié)同工作性能較好，預埋焊板不僅能有效傳遞鋼筋豎向應力，同時使預埋焊板焊接墻體的抗剪切性能優(yōu)于座漿連接墻；6榀墻體的剛度退化規(guī)律基本相同，衰減曲線總體趨勢是加載初期的剛度退

4、化不穩(wěn)定，隨著位移的增加，塑性變形的不斷發(fā)展，剛度衰減速度變慢，最后趨于平緩。各墻體剛度衰減比較均勻，沒有明顯的剛度突變。預埋焊板焊接能有效提高墻體的整體抗側(cè)剛度。
　?。?）在上述試驗基礎上，對比分析不同布筋方式、豎向連接方式和水平連接方式等關(guān)鍵因素對新型裝配式混凝土墻抗側(cè)剛度的影響；基于ABAQUS非線性數(shù)值模型，考慮混凝土、鋼筋及座漿層的多種材料本構(gòu)組合，建立接觸單元（Contact element）來模擬水平方向預制混凝土

5、墻板與現(xiàn)澆邊緣約束構(gòu)件間的水平邊界連接，豎直方向設置的焊板與砂漿層均與墻板底部邊界按固結(jié)處理，通過數(shù)值擴展分析，討論邊緣約束構(gòu)件配筋率、軸壓比、墻體高寬比以及焊板位置和數(shù)量對新型裝配式混凝土墻抗側(cè)剛度的影響規(guī)律；最后對關(guān)鍵參數(shù)進行回歸分析，推導出新型裝配式混凝土墻抗側(cè)剛度的修正公式。試驗研究及計算結(jié)果表明：該抗側(cè)剛度修正公式與試驗結(jié)果吻合度較高，可以滿足實際工程計算需要。
　?。?）通過對試驗數(shù)據(jù)的分析計算，得出新型裝配式混凝土墻

6、體的解析式骨架曲線，確定墻體在屈服點、峰值荷載點的標準滯回環(huán)，墻體開裂后各階段的剛度退化規(guī)律，以及恢復力路徑，建立新型裝配式混凝土墻體的恢復力模型；結(jié)合新型裝配式混凝土墻體的具體特點，對剪力墻多豎桿數(shù)值模型加以改進，確定模型中軸向彈簧的軸向剛度、剪切彈簧的剪切剛度，建立新型裝配式混凝土墻體的多豎桿數(shù)值模型，計算得各墻體骨架曲線，并與試驗及退化四線型恢復力模型理論骨架曲線進行對比分析。試驗研究及計算結(jié)果表明：退化四線型恢復力模型與改進的多