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高剪跨比预制预应力混凝土叠合剪力墙抗震性能研究

张帅  
【摘要】:目前我国经济处于快速发展阶段,在现代城市建设中。装配式建筑得到了国家的大力支持,预制装配式结构的优势也在部分层面体现了出来。目前国内预制装配式叠合剪力墙是从德国引进的适合我国情况的建筑结构体系,因其具有工厂制作标准化,现场施工流程化等优点被广泛运用,但是其自重大,运输困难,吊装不便等缺点也制约着预制装配式剪力墙的发展。基于此现状,本课题组提出了一种新型的预制混凝土叠合剪力墙的做法,即预制预应力混凝土钢筋桁架叠合剪力墙,该剪力墙的做法为先预制两块带有钢筋桁架的预应力混凝土墙板,然后现场进行拼装,向其中间空腔内浇筑混凝土以形成一个整体。针对实际工程中具有代表性的“一”字型剪力墙。本文采用预制预应力混凝土叠合剪力墙施工方法制作了两片足尺试件,同时制作现浇剪力墙试件进行对比。通过低周反复荷载试验,对其抗震性能进行了研究,详细记录了剪力墙的侧向位移,水平荷载,裂缝的分布和发展,钢筋应变等。对预制叠合剪力墙的屈服机理和破坏类型进行分析,并与现浇剪力墙进行对比,考察预制预应力混凝土叠合剪力墙在地震作用下的性能。本文主要考虑轴压比、预应力施加对这种预制预应力混凝土叠合剪力墙性能的影响。试验结果表明:预制剪力墙与现浇剪力墙的破坏形态基本相同,都属于弯剪破坏。预制预应力混凝土叠合剪力墙中施加的预应力可有效延缓斜裂缝出现的时间,同时预制预应力混凝土叠合剪力墙滞回曲线相对饱满,通过对预制预应力混凝土叠合剪力墙和现浇剪力墙能量耗散系数和等效粘滞阻尼系数进行对比,发现预制预应力混凝土叠合剪力墙的耗能能力要优于现浇试件。预制预应力混凝土叠合剪力墙的延性略差于现浇剪力墙,这与试验后期出现平面外受力有关。总体来看预制预应力混凝土叠合剪力墙与现浇剪力墙抗震性能较为接近,预制预应力混凝土叠合剪力墙具有较好的抗震性能。利用有限元软件ABAQUS建立高剪跨比预制预应力混凝土叠合剪力墙模型,模拟推覆荷载作用下剪力墙得应力分布情况,并就模拟结果与试验结果进行比对,证明模拟分析结果有较高得可靠度。同时对不同轴压比下的模拟的荷载-位移曲线进行了比较分析,证明轴压比过大会降低剪力墙的延性,所以对剪力墙轴压比取值不宜过大。


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