预制装配式剪力墙竖向接缝连接性能有限元分析

发布时间：2019-04-16 10:27

【摘要】：预制装配式剪力墙结构中存在大量的接缝，接缝的连接性能直接决定了结构的整体性能和抗震效果。其中竖向接缝是装配墙体水平连接的一部分，设计中常在竖向接缝间配置一定量的连接钢筋来保证接缝的连接性能。为了进一步研究连接钢筋配筋率对竖向接缝连接性能的影响规律，确定连接钢筋配筋率的安全界限值，本文展开了一系列研究。预制装配式剪力墙结合面粘结性能的理论研究，分析了影响结合面性能的影响因素以及结合面粘结力的组成。结合面粘结力由混凝土粘结力和钢筋作用两部分组成。在荷载作用下，混凝土粘结力在结合面开裂滑移前起主要作用，结合面两边墙体一旦产生滑移，混凝土粘结力随即消失，钢筋作用承担了界面滑移后的主要荷载。在结合面理论研究的基础上，采用有限元软件，设计了结合面的Z型有限元模型，对结合面抗剪性能进行了深入研究。有限元模型使用弹簧单元模拟结合界面混凝土的粘结性能，并考虑混凝土强度的影响因素，分析了在不同配筋率下的结合面抗剪性能。通过结合面有限元分析得到了C30、C40、C50三种混凝土强度下不同配筋率的荷载—剪切位移曲线和混凝土强度为C30、C40、C50时的最小配筋率，分别为0.238%，0.338%，0.382%。在结合面有限元分析的基础上，结合已有试验研究工作的成果，建立了考虑竖向接缝影响的预制装配式剪力墙有限元模型。有限元分析考虑了不同轴压比下接缝连接钢筋配筋率对墙体整体性能的影响。通过对预制装配剪力墙有限元计算结果分析，表明接缝连接钢筋配筋率存在一个界限值，当连接钢筋配筋率小于界限配筋率时墙体发生连接破坏；当连接钢筋配筋率大于界限配筋率时，，破坏形态与现浇剪力墙相同。结果表明，预制墙体接缝在受力过程中会产生一定的竖向滑移，所以破坏时的刚度和承载力较现浇剪力墙小。通过对预制装配剪力墙有限元计算结果分析，还得到当接缝混凝土抗剪强度取规范规定0.4N/mm2时，轴压比为0.17、0.33、0.55的预制装配剪力墙模型竖向接缝的界限配筋率分别为0.33%、0.382%、0.35%。
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【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU398.2

【参考文献】