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装配式灌芯混凝土剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟

发布时间:2018-09-04 14:55
【摘要】:随着我国住宅产业化进程的加快,装配式混凝土结构因其不可取代的优势重新成为当前的研究热点。装配式灌芯混凝土剪力墙是一种新型的装配式剪力墙结构,对其受力性能的认识并不全面。所以系统地研究各参数和构造措施对装配式剪力墙受力性能的影响是了解这种新型剪力墙抗震性能的必由之路。本文基于拟静力试验和数值模拟技术对装配式灌芯混凝土剪力墙的抗震性能进行了全面深入的研究。本试验设计了4片剪力墙试件,其中一片为现浇剪力墙,其余三片为不同装配形式的剪力墙试件,并进行了低周往复荷载试验。根据试验数据绘制出滞回曲线和骨架曲线,并在此基础上分析了试件的承载力、延性与变形能力、刚度衰减以及耗能能力,并对比装配式剪力墙与现浇剪力墙受力性能的差异。通过分析试验数据与试验现象得出:现浇剪力墙的滞回曲线比装配式剪力墙略微饱满一些,装配式剪力墙的耗能能力相比现浇剪力墙略差一些,全预制剪力墙的耗能能力要好于其他两种装配形式的预制剪力墙;装配式剪力墙和现浇剪力墙的骨架曲线走势相近、形状类似,说明装配式剪力墙的承载能力与现浇剪力墙相当;三种不同装配形式的预制剪力墙的极限位移角在1/54~1/71之间,均满足剪力墙结构大震作用下弹塑性层间位移角的要求;装配式剪力墙刚度退化规律与现浇剪力墙一致,都是在屈服前刚度退化较快,进入弹塑性阶段后趋于平缓。本文使用大型通用有限元软件ABAQUS对装配式灌芯混凝土剪力墙进行有限元模拟计算,与试验骨架曲线和裂缝分布进行对比,并系统地分析了轴压比、边缘构件纵筋配筋率和墙身配筋率对装配式灌芯混凝土剪力墙受力性能的影响。分析结果表明,模拟计算结果与试验结果吻合良好;轴压比对剪力墙受力性能影响显著;边缘构件纵筋配筋率和墙身配筋率对剪力墙的延性有一定影响,对峰值承载力影响不大。基于试验结果,对装配式剪力墙的承载能力与变形能力进行进一步的理论分析,提出简便的正截面承载力和屈服位移计算公式,并与试验值和模拟值对比,证明其合理性。
[Abstract]:With the acceleration of housing industrialization in our country, the prefabricated concrete structure has become a hot research topic again because of its irreplaceable advantages. The prefabricated concrete shear wall is a new type of prefabricated shear wall structure. Therefore, it is the only way to understand the seismic behavior of the new type shear wall by systematically studying the influence of various parameters and construction measures on the mechanical performance of the fabricated shear wall. Based on pseudo-static test and numerical simulation technique, the seismic behavior of prefabricated concrete shear wall is studied thoroughly and thoroughly in this paper. Four shear wall specimens are designed, one of which is cast-in-place shear wall, the other three are shear wall specimens with different assembly forms, and the low-cycle reciprocating load test is carried out. The hysteretic curve and skeleton curve are drawn according to the test data. On this basis, the bearing capacity, ductility and deformation capacity, stiffness attenuation and energy dissipation capacity of the specimens are analyzed, and the difference between the prefabricated shear wall and the cast-in-place shear wall is compared. Through the analysis of test data and experimental phenomena, it is concluded that the hysteretic curve of cast-in-place shear wall is slightly fuller than that of fabricated shear wall, and the energy dissipation capacity of fabricated shear wall is a little worse than that of cast-in-place shear wall. The energy dissipation capacity of fully prefabricated shear walls is better than that of the other two kinds of prefabricated shear walls, and the skeleton curves of fabricated shear walls and cast-in-place shear walls are similar and similar in shape. The results show that the load-carrying capacity of prefabricated shear wall is equivalent to that of cast-in-place shear wall, and that the ultimate displacement angle of prefabricated shear wall with three different assembly forms is between 1 / 54 / 1 / 71, which meets the requirements of elastic-plastic interstory displacement angle of shear wall structure under strong earthquake. The stiffness degradation law of prefabricated shear wall is consistent with that of cast-in-place shear wall. The stiffness of preyield shear wall degenerates rapidly and tends to be gentle after entering the elastic-plastic stage. In this paper, the finite element method is used to simulate and calculate the prefabricated concrete shear wall with universal finite element software ABAQUS, which is compared with the experimental skeleton curve and crack distribution, and the axial compression ratio is analyzed systematically. The influence of reinforcement ratio of longitudinal reinforcement and reinforcement ratio of wall body on the mechanical behavior of prefabricated concrete shear wall. The results show that the simulated results are in good agreement with the experimental results, the axial compression ratio has a significant effect on the mechanical performance of the shear wall, and the reinforcement ratio of longitudinal reinforcement and the reinforcement ratio of the wall body have some effects on the ductility of the shear wall. It has little effect on the peak bearing capacity. Based on the experimental results, the bearing capacity and deformation capacity of the assembled shear wall are further analyzed, and a simple formula for calculating the bearing capacity and yield displacement of normal section is proposed, and compared with the experimental and simulated values, the rationality of the formula is proved.
【学位授予单位】:吉林建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU352.11;TU398.2

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本文编号:2222495

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