十字型剪力墙-楼板节点试验对比研究

作     者：常红亮 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马巍

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：剪力墙-楼板节点 力学性能 有限元 桁架钢筋 

摘      要：叠合板式剪力墙是装配式混凝土建筑体系的主要发展方向之一,具有节能环保、安全经济、施工效率高等多方面优点,在我国得到广泛应用。查阅国内外大量相关文献发现,在装配式混凝土结构中存在诸多节点性能问题,对叠合板式剪力墙-楼板节点力学性能研究较少。为了更好地完善装配式混凝土建筑体系的研究,满足现今建筑工业化的要求,本文以十字型叠合板式剪力墙-楼板节点(DHB-1)试件和十字型现浇剪力墙-楼板节点(XJB-1)试件的力学性能试验及有限元软件ABAQUS模拟分析为基础,对比分析两个试件的破坏模式、荷载-位移曲线、承载力等力学性能指标,同时验证了有限元计算模型的合理性、科学性。并在此基础上开展了数值模拟分析,探讨楼板桁架钢筋的有无及布置方向对叠合板式剪力墙-楼板节点受力性能的影响,建立DHB-2试件模型(取消楼板桁架钢筋)、DHB-3试件模型(横向布置楼板桁架钢筋),分别从荷载-位移曲线、混凝土损伤、钢筋应力三个方面进行详细分析。主要得出如下结论:(1)DHB-1试件与XJB-1试件的裂缝分布及走势基本一致,裂缝主要集中在靠近节点楼板受拉面,楼板受压面出现混凝土压碎、脱落现象,墙体及节点区域未发生破坏,试件承载能力及变形能力良好,表明该剪力墙-楼板节点构造形式合理,符合“强节点弱构件的设计理念。(2)DHB-1试件节点附近,裂缝能够沿着楼板厚度方向贯穿预制部分与现浇部分,且在叠合面处未出现分离及相对错动现象,表明试件中的楼板构造形式合理,能够保证其整体性。(3)通过对比XJB-1试件与DHB-1试件的荷载-位移曲线,相较于XJB-1试件,DHB-1试件的屈服荷载及峰值荷载均有所提高,但延性降低,在达到峰值荷载后承载力下降较快。(4)有限元分析与试验结果对比,试件的荷载-位移曲线、破坏过程及特征、承载力等力学性能基本吻合,说明有限元模型的相互作用、边界条件等设置合理,所采用的混凝土本构模型正确,验证了有限元分析的科学性及可靠性。(5)对比DHB-1试件与DHB-2试件的分析结果,表明楼板桁架钢筋纵向布置(垂直剪力墙)可提高叠合板式剪力墙-楼板节点试件的刚度及承载能力;对比DHB-2试件与DHB-3试件的分析结果,表明楼板桁架钢筋横向布置(平行剪力墙)对叠合板式剪力墙-楼板节点试件受力性能影响较小。