不同连接方式装配式混凝土剪力墙抗震性能研究

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1、分类号:TU310710-2014028005博士学位论文不同连接方式装配式混凝土剪力墙抗震性能研究刘全威导师姓名职称吴涛教授申请学位类别工学博士学科专业名称结构工程论文提交日期2018年6月19日论文答辩日期2018年6月13日学位授予单位长安大学TheSeismicPerformanceofPrecastConcreteShearWallwithFourTypeConnectionsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：LiuQuanweiSupervisor：Prof.WuTaoChang’anUnivers

2、ity,Xi’an,China摘要近年来，预制装配式混凝土结构体系因其工业化程度高、建造速度快、建筑产品质量高、有利于环境保护等方面的优点，得到了广泛的关注和政策扶持。钢筋连接是预制装配式混凝土结构安全的关键，针对现有湿法连接尺寸大、造价高等问题，提出改进湿法连接及干法连接的钢筋高效连接方式，优化装配式结构钢筋节点连接方式。本文在对两种湿法连接节点试验研究及理论分析的基础上，提出了两种新型干法连接方式，并开展了不同连接方式的装配式剪力墙抗震性能试验，主要研究内容如下：1、小型化套筒灌浆钢筋连接技术研发（1）完成了26个现有钢制和铸铁套筒灌浆连接件的力学性能试验，基于线弹性理论，建

3、立了钢筋-套筒筒壁应力计算模型，并通过试验数据验证了计算模型的准确性，为小型化套筒设计提供了理论依据。（2）设计了一种小型化套筒，完成了59个试件粘结锚固性能试验，通过建立的套筒灌浆连接件粘结滑移模型，考虑材料在往复荷载作用下的强度退化，采用验算点法进行了套筒灌浆连接件可靠度分析，给出了建议的小型化套筒灌浆连接锚固长度。2、高效钢筋浆锚搭接技术研发（1）设计了一种螺旋箍筋约束波纹管的钢筋浆锚搭接技术，完成了36个试件的力学性能试验，建立了极限搭接长度计算式，得到计算的极限搭接长度，试验得到的破坏形态验证了计算结果。（2）通过30个试件的粘结锚固性能试验，分析了试件的破坏过程，并对

4、极限粘结强度进行拟合，采用验算点法对该连接进行可靠度分析，给出了该高效浆锚搭接节点的搭接长度设计值，通过与规范规定对比，验证该高效钢筋浆锚搭接节点设计的有效性。3、干法连接技术研发及足尺装配式剪力墙试验提出了可拆卸的箱形螺栓连接节点和H型钢连接节点，设计和制作了4片由套筒灌浆连接、高效钢筋浆锚搭接、箱形螺栓连接及H型钢连接组成的足尺装配式剪力墙，并对其进行了低周往复荷载试验。通过对剪力墙试件的破坏过程、荷载-位移曲线及剪力墙层间变形等分析，得到了装配式剪力墙的破坏机理、刚度退化和弯曲变形、剪切变形及滑移变形占总层间变形的比值。4、多单元耦合模型有限元模拟I在多竖线弹簧单元（SFI

5、-MVLEM）基础上，针对不同的节点连接形式，分别耦合了非线性梁柱单元和零长度单元，利用OpenSEES软件对4片装配式剪力墙进行有限元建模及数值分析，分别对比了荷载-位移曲线、总层间变形、弯曲变形、剪切变形及各层间变形占比等，结果表明采用多单元耦合模型能够有效的模拟装配式剪力墙的变形及受力性能。5、装配式剪力墙结构基于位移的性能设计方法根据试验结果，对湿法和干法钢筋连接装配式剪力墙结构的抗震性能水准进行了划分及量化，对湿法和干法钢筋连接装配式剪力墙结构的有效抗弯刚度进行对比分析，采用了直接基于位移的性能设计方法对装配式剪力墙结构进行设计，并考虑有效抗弯刚度折减系数，给出装配式剪

6、力墙结构的拆分设计、适用高度和配筋设计建议。本文通过对不同连接形式装配式剪力墙的试验研究和分析，为预制装配式混凝土结构的应用和推广提供了基础和依据，对推进我国建筑产业化有着重要的价值和意义。关键词：建筑产业化，套筒灌浆连接，高效钢筋浆锚搭接，可靠度分析，箱形螺栓连接，H型钢连接，层间变形占比，有限元分析基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划项目（2015KTZDSF03-04）西安市科技计划项目（CXY1512(6)）IIAbstractPrecastconcretestructures(PCS)receivewideattentionandpoliticalsupportduet

7、otheirhighindustrialization,fastconstruction,goodqualityandenvironmentprotection.Thejointconnectionisthekeytotheprecastconcretestructures.ThewetjointanddryjointareproposedforimprovingtheoldjointconnectionsofthePCS.Twowetjointsareanalyzedandtw