采用兩種不同基礎連接方式的疊合板式剪力墻抗震性能研究.pdf

1、在國家住宅產(chǎn)業(yè)化政策的指引下,預制剪力墻結(jié)構(gòu)未來的應用前景十分廣闊。本文研究的疊合板式剪力墻結(jié)構(gòu)是一種半裝配式鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。其中,墻板的預制部分由兩層側(cè)墻板與起連接作用的格構(gòu)鋼筋組成,樓板的預制底板也設有格構(gòu)鋼筋。預制構(gòu)件現(xiàn)場安裝就位后,設置必要的連接鋼筋和受力鋼筋,在預制墻板的核心部位、邊緣構(gòu)件以及樓板頂板等部位澆筑混凝土,從而形成疊合式受力結(jié)構(gòu)。課題組前期對這一結(jié)構(gòu)進行的抗震性能試驗研究結(jié)果表明,疊合板式剪力墻與基礎之間以及

2、疊合板式剪力墻之間的水平拼縫是這類結(jié)構(gòu)水平地震作用下的薄弱環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)的彈塑性反應以水平通縫不斷張開閉合,上部墻體隨之做“搖擺”振動為主,這種變形模式使得穿過拼縫截面的豎向鋼筋產(chǎn)生較大的拉伸變形,甚至被拉斷,受壓區(qū)混凝土壓應力也較大,導致結(jié)構(gòu)延性有所降低,不能完全達到“等同現(xiàn)澆”的目的。基于此,本文采用兩種不同的方式對疊合板式剪力墻基礎部位的連接構(gòu)造進行了改進。一種為采用含插筋的嵌入式基礎(凹形基礎),另一種為水平拼縫部位采用“強連接”的

3、方式,即應用能力設計原理,使剪力墻底部拼縫截面受彎承載力大于相鄰截面,從而使塑性區(qū)域避開墻板與基礎間水平拼縫截面,轉(zhuǎn)移至指定的塑性區(qū)域。本文分別針對這兩種不同的構(gòu)造方式,運用試驗分析和有限元軟件模擬的手段,對其抗震性能進行了研究。
　　論文首先設計并制作了4個試驗試件,其中2個為采用嵌入式基礎的疊合板式剪力墻試件,2個為疊合墻板與基礎間采用強連接的試件,并對其進行了低周反復加載試驗。試驗結(jié)果表明:采用不同墻板縱筋和基礎插筋配置的嵌

4、入式基礎剪力墻試件,最終都出現(xiàn)了墻板從凹形基礎內(nèi)拔出的破壞,基礎插筋沒有和墻板與基礎接觸面的摩擦力共同發(fā)揮作用,墻體的連接部位成為受力薄弱環(huán)節(jié);而采用強連接的剪力墻試件最終均為墻板本身的彎曲破壞,在基礎插筋面積充足的情況下,可以實現(xiàn)將塑性鉸區(qū)域上移到墻板的“強連接”目的;試件W-1的水平力-位移滯回曲線呈比較飽滿的梭形,而其他三個試件受剪切變形影響,滯回環(huán)呈反S形;同種連接方式中,基礎插筋量配置高的試件,有較高的承載力和耗能能力;四個試

5、件的位移延性系數(shù)處于3.36~6.81之間,最大頂點位移角處于1/68~1/46之間,具有一定的變形能力。
　　在試驗研究的基礎上,本文還采用了有限元軟件ABAQUS對4個試件的受力過程進行了非線性數(shù)值模擬,并將分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明,有限元計算獲取的水平荷載-頂點位移關(guān)系曲線與實測骨架曲線吻合良好,且分析能夠較準確的模擬4個試件的破壞形態(tài),有限元模型具有一定的可靠性,可以用于后續(xù)的疊合板剪力墻抗震性能分析。