双面叠合剪力墙平面外受力性能
发布时间：2021-11-23 05:24
为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征;双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件;双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好;随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低;高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大;提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。
【文章来源】：建筑科学与工程学报. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试件刚度退化曲线
图8为各试件钢筋的应变-位移曲线。对于试件RCW,随着平面外荷载的不断增大,受拉侧竖向钢筋拉应变增大,受压侧竖向钢筋压应变增大,到达极值后又逐渐减小,至位移为160 mm时,大部分竖向受力钢筋处于受拉状态。对于试件DPCW,加载初期,受拉(压)侧竖向连接钢筋和预制墙板竖向受力钢筋拉(压)应变增大,试件屈服后,受压侧钢筋压应变逐渐减小,随后逐渐由受压状态转变为受拉状态,至位移约为50 mm时,大部分竖向受力钢筋处于受拉状态。试件DPCW和试件RCW的应变-位移曲线总体趋势比较接近,但由于双面叠合剪力墙水平接缝处竖向连接钢筋搭接连接的传力机制与现浇剪力墙的单根钢筋传力机制有所差别,两试件局部区域钢筋的应变规律略有不同。首先,在加载初期,试件DPCW的受拉区竖向连接钢筋同试件RCW的受拉区竖向钢筋相比,拉应变增速更大。分析认为:在双面叠合剪力墙平面外受力时,受拉一侧预制墙板不参与结构受力,即计算高度比现浇剪力墙小50 mm,混凝土受压区高度更小,相同加载速率下,试件DPCW受拉区竖向连接钢筋应力增长更快。其次,试件DPCW的受压区竖向连接钢筋同试件RCW的受压区竖向钢筋相比,更早从受压状态转变为受拉状态,峰值拉应变更大。分析认为:两试件的受压钢筋位置不同,随着受压区高度不断减小,双面叠合剪力墙受压区竖向连接钢筋位于离受压区中心较远的后浇层,其应变的变化较快。
预制装配式混凝土结构作为一种适应工业化生产模式的建筑结构形式,在中国受到越来越多的关注和重视[1-2]。本文研究的半预制半后浇式双面叠合剪力墙是由内、外叶预制钢筋混凝土板通过构造三角钢筋桁架连接成带中间空腔的墙板构件,在现场装配施工时通过后浇混凝土填充芯层空腔而形成的一种新型叠层式混凝土剪力墙(图1),可用于装配式混凝土多层、高层住宅建筑。与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙结构工业化程度高、施工速度快、使用模板少,与实心剪力墙相比,其整体性能好、安装精度和难度低,是一种适合中国国情的半装配式结构体系。近年来,国内外学者对叠合剪力墙的研究主要集中在采用不同的水平接缝连接构造[3-4]、竖向拼缝连接构造[5-6]和不同边缘构件形式[7-8]的单片墙体抗震性能等,如蒋庆等[3]完成了双排竖向插筋连接的双面叠合剪力墙拟静力试验,研究表明双面叠合剪力墙的破坏过程、刚度和耗能能力与现浇剪力墙相似,承载力略低于现浇剪力墙;Aldemir等[5]的研究表明预制叠合墙板采用正确的竖向拼缝连接构造可以安全应用于抗震设防地区;王滋军等[7]通过不同边缘构件的叠合剪力墙拟静力抗震试验,得出了现浇约束边缘构件优于部分预制约束边缘构件的结论。然而,目前国内外关于双面叠合剪力墙平面外受力性能的研究尚不多见,Amran等[9]对采用钢筋桁架连接的预制混凝土泡沫夹芯墙板进行了抗弯性能试验和有限元模拟,研究表明钢筋桁架能够保持墙板进入塑性阶段后的整体性能。种迅等[10]进行了嵌入式基础的双面叠合墙平面外静力加载试验,研究表明双面叠合剪力墙在平面外受力时预制墙板和芯层后浇混凝土整体工作性能好,未发生明显滑移。薛伟辰等[11]对边缘构件区的双面叠合剪力墙进行平面外低周反复荷载试验,研究表明双面叠合剪力墙平面外极限承载力比现浇剪力墙低10.7%,平面外延性系数大于现浇剪力墙。鉴于目前有关双面叠合剪力墙平面外受力性能的研究尚不够充分,本文依据《装配式混凝土建筑技术标准》[12]设计了1片带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙足尺试件和1片现浇剪力墙足尺试件,进行了平面外极限承载力试验研究和有限元分析,并提出其受弯和受剪承载力计算方法,为双面叠合剪力墙设计及工程应用提供依据。
本文编号：3513216
【文章来源】：建筑科学与工程学报. 2020,37(04)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试件刚度退化曲线
图8为各试件钢筋的应变-位移曲线。对于试件RCW,随着平面外荷载的不断增大,受拉侧竖向钢筋拉应变增大,受压侧竖向钢筋压应变增大,到达极值后又逐渐减小,至位移为160 mm时,大部分竖向受力钢筋处于受拉状态。对于试件DPCW,加载初期,受拉(压)侧竖向连接钢筋和预制墙板竖向受力钢筋拉(压)应变增大,试件屈服后,受压侧钢筋压应变逐渐减小,随后逐渐由受压状态转变为受拉状态,至位移约为50 mm时,大部分竖向受力钢筋处于受拉状态。试件DPCW和试件RCW的应变-位移曲线总体趋势比较接近,但由于双面叠合剪力墙水平接缝处竖向连接钢筋搭接连接的传力机制与现浇剪力墙的单根钢筋传力机制有所差别,两试件局部区域钢筋的应变规律略有不同。首先,在加载初期,试件DPCW的受拉区竖向连接钢筋同试件RCW的受拉区竖向钢筋相比,拉应变增速更大。分析认为:在双面叠合剪力墙平面外受力时,受拉一侧预制墙板不参与结构受力,即计算高度比现浇剪力墙小50 mm,混凝土受压区高度更小,相同加载速率下,试件DPCW受拉区竖向连接钢筋应力增长更快。其次,试件DPCW的受压区竖向连接钢筋同试件RCW的受压区竖向钢筋相比,更早从受压状态转变为受拉状态,峰值拉应变更大。分析认为:两试件的受压钢筋位置不同,随着受压区高度不断减小,双面叠合剪力墙受压区竖向连接钢筋位于离受压区中心较远的后浇层,其应变的变化较快。
预制装配式混凝土结构作为一种适应工业化生产模式的建筑结构形式,在中国受到越来越多的关注和重视[1-2]。本文研究的半预制半后浇式双面叠合剪力墙是由内、外叶预制钢筋混凝土板通过构造三角钢筋桁架连接成带中间空腔的墙板构件,在现场装配施工时通过后浇混凝土填充芯层空腔而形成的一种新型叠层式混凝土剪力墙(图1),可用于装配式混凝土多层、高层住宅建筑。与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙结构工业化程度高、施工速度快、使用模板少,与实心剪力墙相比,其整体性能好、安装精度和难度低,是一种适合中国国情的半装配式结构体系。近年来,国内外学者对叠合剪力墙的研究主要集中在采用不同的水平接缝连接构造[3-4]、竖向拼缝连接构造[5-6]和不同边缘构件形式[7-8]的单片墙体抗震性能等,如蒋庆等[3]完成了双排竖向插筋连接的双面叠合剪力墙拟静力试验,研究表明双面叠合剪力墙的破坏过程、刚度和耗能能力与现浇剪力墙相似,承载力略低于现浇剪力墙;Aldemir等[5]的研究表明预制叠合墙板采用正确的竖向拼缝连接构造可以安全应用于抗震设防地区;王滋军等[7]通过不同边缘构件的叠合剪力墙拟静力抗震试验,得出了现浇约束边缘构件优于部分预制约束边缘构件的结论。然而,目前国内外关于双面叠合剪力墙平面外受力性能的研究尚不多见,Amran等[9]对采用钢筋桁架连接的预制混凝土泡沫夹芯墙板进行了抗弯性能试验和有限元模拟,研究表明钢筋桁架能够保持墙板进入塑性阶段后的整体性能。种迅等[10]进行了嵌入式基础的双面叠合墙平面外静力加载试验,研究表明双面叠合剪力墙在平面外受力时预制墙板和芯层后浇混凝土整体工作性能好,未发生明显滑移。薛伟辰等[11]对边缘构件区的双面叠合剪力墙进行平面外低周反复荷载试验,研究表明双面叠合剪力墙平面外极限承载力比现浇剪力墙低10.7%,平面外延性系数大于现浇剪力墙。鉴于目前有关双面叠合剪力墙平面外受力性能的研究尚不够充分,本文依据《装配式混凝土建筑技术标准》[12]设计了1片带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙足尺试件和1片现浇剪力墙足尺试件,进行了平面外极限承载力试验研究和有限元分析,并提出其受弯和受剪承载力计算方法,为双面叠合剪力墙设计及工程应用提供依据。
本文编号：3513216
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