套筒灌浆搭接连接的开洞剪力墙抗震试验

剪力墙是高层建筑结构重要的抗侧力构件.为研究纵筋套筒灌浆搭接接头(简称APC接头)连接的全预制开洞墙可靠性,进行了1片现浇墙和2片竖向钢筋采用Ⅰ型、Ⅱ型APC接头连接的预制不等肢开洞墙拟静力试验,研究了试件的破坏形式、滞回性能、特征荷载、变形、钢筋和套筒应变及结合面抗剪性能等.结果表明:各试件的裂缝发展情况基本相同,墙肢和连梁发生弯剪破坏;现浇墙破坏起始于两墙肢根部,而预制墙套筒上方混凝土先被压碎,各试件墙肢外侧破坏情况较内侧严重;套筒顶部截面为破坏时薄弱面,套筒上方钢筋易压屈,构件设计时箍筋应加强;预制墙的开裂荷载、墙肢屈服荷载和刚度略高于现浇墙,峰值荷载和强度退化系数与现浇墙相当,预制墙延性略差;同一加载级下,各试件耗能能力相当;预制墙灌浆结合面表现出较好的抗剪性能,两种接头在预制墙中均能有效传递钢筋应力.采用APC接头连接的预制开洞剪力墙基本实现“等同现浇”.

绿色纤维局部增强装配整体式混凝土剪力墙数值模拟分析

为了提高装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,响应“绿色低碳”政策的号召,基于装配整体式混凝土剪力墙模型的数值模拟,对比试验数据,验证了数值模拟的合理性,研究了在低周反复荷载作用下,绿色纤维(从废旧轮胎中提取的回收钢纤维制备而成的绿色纤维)体积率对装配整体式混凝土剪力墙的承载能力、延性性能和耗能性能的影响,计算出各模型的位移延性系数和耗能系数。模拟结果表明,绿色纤维能够明显改善装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,绿色纤维的加入使模型的滞回曲线更加饱满,滞回环的面积更大。随着绿色纤维体积率的增大,模型的承载能力、延性性能和耗能性能也逐渐增大,当绿色纤维体积率达到1.5%时,模型的承载能力、延性性能和耗能性能提升最为明显。

预制剪力墙震损修复抗震性能试验研究

中国现阶段以及未来将存在较大数量的装配式建筑,装配式建筑的抗震韧性成为研究热点。该研究针对抗震韧性中的震损修复问题展开研究,以灌浆套筒连接预制剪力墙为研究对象,参照现有现浇构件的震损修复方法,考虑初始灌浆缺陷对预制剪力墙震损特征的影响,对两个震损预制剪力墙进行了严重损伤状态下的修复。随后进行了拟静力试验,并与现浇剪力墙的抗震性能进行了对比。试验结果表明:现浇构件中常用的置换混凝土加固法同样适用于震损预制剪力墙构件,尽管钢筋屈服前混凝土的裂缝开展与现浇试件存在一定差别,但修复后的试件也呈现出了弯曲破坏模式;修复后试件的承载力、变形能力和耗能能力与现浇试件基本一致,灌浆缺陷虽然会影响预制剪力墙构件的震损模式,但对震损修复后的试件的抗震性能影响较小;采用现有置换混凝土加固法修复震损预制剪力墙,基本可实现与现浇剪力墙构件一致的抗震性能。该研究的成果可为灌浆套筒剪力墙构件的损失后果函数研究以及该类结构的抗震韧性设计方法研究提供重要参考。

型钢混合连接装配式混凝土剪力墙结构受力机理研究

结合钢筋混凝土结构和钢结构的优势,设计一种型钢-螺栓-后浇混凝土装配式剪力墙型钢混合连接。基于ABAQUS有限元软件建立混合连接的剪力墙模型,探究低周往复荷载作用下该混合连接预制剪力墙的受力性能,主要分析模型的破坏形态、受力机制、变形曲线、特征承载力等,并扩展分析了材料强度、轴压比、连接件数量、型钢截面高度等参数对模型受力性能影响。结果表明:装配式剪力墙破坏形态为压弯破坏,破坏时钢连接件仍保持完整,符合“强连接,弱墙肢”的基本设计理念;装配式剪力墙具有较好的承载力、延性和刚度;轴压比对结构承载力影响显著,型钢混合连接间距的增大能有效提升剪力墙延性。建立了型钢混合连接抗剪需求承载力计算模型和公式,并与国内外规范计算值对比分析,公式计算值和BS EN 1992欧洲规范计算值分别与模拟值的误差在15%和20%以内,均可用于型钢混合连接剪力墙竖缝受剪承载力设计参考。

带竖向接缝装配式剪力墙易损性研究

竖向接缝是装配式剪力墙结构中的关键部位,对57个足尺带竖向接缝的装配式剪力墙试验数据进行了易损性分析。依据该类剪力墙构件试验过程的破坏模式提出了5个损伤状态;以位移角为工程指标参数,建立了该类剪力墙的易损性曲线和各损伤状态下的易损性参数;并量化评价了设计轴压比和剪跨比2个关键设计参数对其易损性的影响;对比分析了直接拼接和后浇带拼接两种竖向接缝形式对该类试件易损性参数的影响。结果表明:除竖向接缝混凝土出现掉渣,受压区保护层轻微脱落外,其余损伤状态下的易损性曲线基本满足对数正态分布;直接拼接装配式剪力墙和后浇带拼接装配式剪力墙之间的易损性参数在竖向接缝混凝土结合面开裂,边缘纵筋屈服损伤阶段存在差异,该阶段对应的位移角拟合中值绝对差值和相对差值分别达到0.11%和28.2%。

装配式混凝土剪力墙竖缝连接技术研究进展

概括了装配式混凝土剪力墙的几种竖缝连接方式,着重从连接机理、适用范围、主要特点等方面进行了介绍;归纳了国内外装配式混凝土剪力墙竖缝连接试验研究概况,分别从剪切性能试验研究和抗震性能试验研究两个方面进行探讨;介绍了一种新型榫卯连接装配整体式剪力墙结构;最后,针对装配式混凝土剪力墙竖缝连接技术提出几点建议。

某高层剪力墙住宅装配式设计与研究

为了推动装配式建筑高质量发展,江苏省制定多个相关地方标准,多个城市在项目用地条件中明确装配式建筑指标。文章以南京市某住宅项目为例,依据国家、行业、省、市规范、标准等要求,详细阐述了装配整体式剪力墙住宅装配式策划方案。装配式策划方案主要采用预制剪力墙、预制叠合板、预制楼梯、预制内隔墙板、全装修、干式铺装、BIM策划、标准化设计等技术,并对预制外墙板、厨房、卫生间防水构造等关键节点进行分析。

新型单面叠合装配式剪力墙抗震性能研究

针对现阶段全预制混凝土剪力墙自重大、现场施工工序复杂,双面叠合剪力墙预制烦琐、效率低的问题,提出了一种新型的单面叠合装配式剪力墙结构。通过拟静力试验对新型单面叠合装配式剪力墙结构的抗震性能进行研究。试验结果表明:新型单面叠合装配式剪力墙结构预制层混凝土和现浇层混凝土结合较好;裂缝发展与现浇剪力墙相似,破坏形态和现浇剪力墙一样均为压剪破坏;单面叠合剪力墙试件的峰值承载力比现浇剪力墙试件高7.2%;极限位移角满足我国规范中要求的弹塑性位移角限值和罕遇地震下的变形要求,能够达到“等同现浇”的效果。

轻钢轻混凝土预制墙体抗剪性能研究

为适应装配式低层住宅结构的发展要求,研发了装配式轻钢轻混凝土结构,该结构主要由轻钢轻混凝土预制墙体提供受剪能力。通过3片轻钢轻混凝土预制墙体的拟静力试验,研究了单侧模板及拼合墙体对轻钢轻混凝土预制墙体抗剪承载力、刚度和耗能能力的影响,结果表明:有单侧模板的预制墙体与无单侧模板的预制墙体抗剪承载力差异不大,初始刚度及刚度退化趋势基本相同。拼合预制墙体的抗剪承载力基本等同于单侧预制墙体,初始刚度及刚度退化趋势也基本相同。基于轻钢轻混凝土预制墙体试件的破坏特征提出了装配式轻钢轻混凝土预制墙体的区格等效斜压杆模型,建立了轻钢轻混凝土预制墙体的抗剪承载力计算公式。

预制装配式单面叠合剪力墙抗震性能试验研究

为研究预制单面叠合剪力墙的抗震性能,按1∶1比例制作了1个足尺现浇剪力墙构件和2个不同水平接缝预制单面叠合剪力墙构件,完成了拟静力试验。试验结果表明:单面叠合剪力墙与现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,抗震指标相近,具有较好的抗震性能;单面叠合剪力墙的承载力接近现浇剪力墙;单面叠合剪力墙的耗能能力优于现浇剪力墙;单面叠合剪力墙试件中,搭接区有螺旋筋约束和无螺旋筋约束试件的抗震性能指标相差不大;单面叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土能够协同工作。总体而言,单面叠合剪力墙具有良好的抗震性能,能等同现浇设计,可在抗震设防地区推广使用。

配筋齿槽装配式剪力墙的等效弹性模量研究

基于轴向刚度等效和弯曲刚度等效原理,分别推导了轴向受力和受弯状态下钢筋混凝土构件的等效弹性模量计算公式,采用解析法和有限元方法计算、对比分析了钢筋混凝土构件在轴向受压、受弯和偏心受压下的等效弹性模量,并利用ABAQUS有限元分析软件,以一片配筋齿槽装配式剪力墙为验算示例,分析其荷载-位移曲线、应变分布和齿槽沿高度方向应力分布,论证了合理拆分、分块等效的方法在有限元分析过程中的应用合理性.结果表明:不同受力状态下钢筋混凝土构件的等效弹性模量与截面配筋率呈线性增长关系;利用刚度等效原理推导得到的等效弹性模量计算公式具有较好的可靠度;合理拆分、分块等效的方法可以较好地应用于截面配筋复杂的配筋齿槽装配式剪力墙构件在弹性阶段的有限元分析中.

水平荷载下装配式钢-混凝土组合管剪力墙受力性能有限元分析

在3个剪跨比为1.65、轴压比为0.2的装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙试件的低周往复加载试验基础上,选用合适的单元类型和材料本构关系等,建立了SRCT剪力墙的非线性数值分析模型。考察了轴压比、混凝土强度、钢材强度及拉结筋布置方式等对SRCT剪力墙水平荷载下受力性能的影响。结果表明:数值分析方法计算值与试验值吻合良好,可以较好地用于SRCT剪力墙在水平荷载下的受力分析;随着轴压比、混凝土强度及钢材强度的提高,SRCT剪力墙峰值承载力及初始刚度均有提高,但位移延性降低;梅花式拉结筋布置的SRCT剪力墙与并列式布置形式的SRCT剪力墙初始刚度和承载力相差不大,但位移延性大于并列式布置形式的SRCT剪力墙;在试验和数值分析的基础上给出影响SRCT剪力墙受力性能主要参数的取值范围。

带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度与水平承载力计算方法研究

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度与水平承载力计算方法,完成了1个无填充墙和2个带PC填充墙试件的低周往复荷载试验,考察了PC填充墙对装配式联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力的影响,在试验基础上建立了结构简化分析模型,提出了联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力计算方法。结果表明:带PC填充墙的装配式联肢剪力墙试件整体性较好,PC填充墙的存在可提高试件的抗侧刚度和水平承载力;PC填充墙与联肢剪力墙的连接形式对试件的抗侧刚度和水平承载力有较大影响;基于连续化计算方法提出的带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力计算方法,计算结果与试验值吻合良好。

螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙承载力计算方法

近年来,随着国家大力推动建筑工业化的发展,预制装配式剪力墙结构得到了广泛的应用。为了减少现场施工过程中的湿作业,在保证预制混凝土剪力墙接缝连接质量可控的基础上,提出了一种新型螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙。在剪力墙构件受力核心区域(边缘构件)处的连接设计上采用“等强度替换”原则,即边缘构件处连接螺栓抗拉强度大于对应连接钢筋的抗拉强度。随后,结合国家相关现行规范,对螺栓连接预制装配式混凝土剪力墙承载力进行了计算,并与有限元模拟结果进行了对比验证。结果表明:正截面承载力计算值与有限元模拟结果基本吻合;通过对比剪力墙斜截面抗剪承载力计算值与有限元模拟值发现,对小剪跨比的剪力墙来说,其最大水平推力模拟值大于其抗剪承载力,剪力墙的破坏模式为剪切破坏,并与混凝土损伤云图进行了对比验证;水平接缝处抗剪承载力的计算结果表明螺栓连接剪力墙结合面在水平方向具有很大的安全储备,构件在加载过程中不会出现水平方向的相对剪切滑移。

加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形影响模拟分析

准确掌握高层装配整体式剪力墙结构的竖向变形规律对保障施工质量与结构安全具有重要意义。为获得较为精确的装配整体式剪力墙结构竖向变形规律,本文以太原市某高层装配整体式剪力墙结构为例,基于BIM(building information modeling)三维模型及施工进度模拟,基于装配式结构施工特点提出了精确荷载加载方式,考虑一次性加载和精确荷载加载方式两种不同加载方式的影响,利用ETABS软件对装配整体式剪力墙结构不同荷载加载模型的施工全过程荷载及竖向变形进行模拟,将模拟结果进行比对分析。结果表明:加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形计算结果影响较大;考虑装配式结构施工特点的精确荷载加载方式模拟所得竖向变形峰值约为一次性加载竖向变形峰值的61%;相比预制构件,现浇构件变形结果受加载方式影响更大,而预制和现浇构件竖向变形的相互作用将加剧加载方式对结构变形的影响;ETABS竖向变形模拟值可为结构标高预补偿施工方案的确定提供参考,有助于弥补结构施工后变形,优化施工效果。

预制混凝土夹心保温外墙板拉结件系统火灾后性能研究

为研究预制混凝土夹心保温外墙板中不锈钢拉结件系统在火灾后的抗剪性能,以某实体项目拆除墙板为研究对象,通过3 h内叶板和1 h外叶板的耐火试验模拟火灾的影响,分别进行了耐火试验前后非破坏性力学试验和耐火试验后破坏性力学试验,并与板式拉结件标准剪切试件进行了对比。结果表明:受极端火灾影响后,不锈钢拉结件系统抗剪承载力明显降低,但仍可达到拉结件设计对应的承载力试验值的1.6倍;不锈钢拉结件系统抗剪刚度明显降低,但在自重荷载标准值作用下位移约1.0 mm,低于北京市地方标准规定的限值2.5 mm;大位移时的破坏模式仍为拉结件受压侧失稳与受拉侧混凝土锚固破坏,且荷载下降不超过峰值荷载的15%。

UHPC-钢筋错位连接的预制剪力墙带板结构抗震性能试验研究

提出一种UHPC-钢筋错位连接的预制剪力墙节点连接形式,为研究该节点平面外的抗震性能,设计完成了5片剪力墙带板结构平面外拟静力试验,包括3片UHPC-钢筋错位连接预制剪力墙,1片UHPC-钢筋非连续对接连接剪力墙和1片60 d钢筋绑扎搭接的现浇剪力墙结构。对比分析了各试件的破坏形态、滞回曲线、承载力、刚度退化和水平接缝处竖向钢筋的传力性能。结果表明:错位连接剪力墙试件与现浇剪力墙试件破坏形式相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,错位连接剪力墙极限承载力提高了5.1%,层间位移角均在1/80~1/50;初试刚度高于现浇试件,后期刚度退化、延性和耗能与现浇试件相当;增大UHPC后浇段高度可提高结构的整体刚度,但结构抗震性能降低;后浇段边缘处竖向钢筋在接缝处混凝土开裂后应力达到屈服,UHPC后浇段内钢筋应力较小,节点表现出良好的传力性能,可按照“等同现浇”剪力墙结构设计。

基于UHPC的钢筋错位连接装配式混凝土结构研究及应用

提出了一种基于超高性能混凝土(UHPC)的钢筋错位连接装配式混凝土结构体系,在钢筋错位连接长度为10d时,通过节点浇筑UHPC,结构的力学性能基本等同现浇结构。结构设计中,对于预制剪力墙结构,在抗震等级为四级时,钢筋错位连接长度laE等于钢筋的基本锚固长度lab,叠合梁与预制板和预制板与预制板之间钢筋的连接长度为1.2lab。通过实际工程应用,采用超高性能混凝土的钢筋错位连接可完全替代套筒灌浆连接,在满足结构安全可靠的基础上,施工容错率、施工效率和施工质量均得到提升。竖向和水平构件均采用装配式连接,结构的整体装配率可达90%以上。

新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能参数分析

为研究新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能,使用有限元软件ABAQUS建立符合实际试验情况的模型。依据已验证的有限元模型,建立12个不同参数的组合剪力墙模型进行往复加载分析,研究钢筋桁架直径、剪跨比等参数对新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明:钢筋桁架直径的增大,可以显著增强组合剪力墙的延性与变形性能;随剪跨比的增大,峰值承载力逐渐降低,延性先提高后下降。

预制装配式混凝土结构研究与应用现状

预制装配式混凝土结构是建筑工业化的一种重要结构形式,在我国正迎来新的发展高潮。首先介绍了预制装配式混凝土结构的国内外应用现状,主要包括规范体系和工程实例。然后针对不同框架结构体系和剪力墙结构体系,介绍其研究和应用现状。预制装配式结构的重点是节点的连接,介绍了不同节点连接方式。