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偏心叠合板式剪力墙的抗震性能分析

偏心叠合板式剪力墙的抗震性能分析

作者：万小康安徽建筑大学

学位级别：硕士

本文结合试验和模拟两种方法对叠合板式剪力墙进行抗震分析,提出软件模拟的参数设置及操作步骤,探讨偏心受力下叠合板式剪力墙的力学特性,为后续工程人员编写叠合板式剪力墙相关的抗震规范和条文提出理论支撑,主要结论如下:（1）以合肥... 详细信息

本文结合试验和模拟两种方法对叠合板式剪力墙进行抗震分析,提出软件模拟的参数设置及操作步骤,探讨偏心受力下叠合板式剪力墙的力学特性,为后续工程人员编写叠合板式剪力墙相关的抗震规范和条文提出理论支撑,主要结论如下:（1）以合肥工业大学实验室进行的叠合板式剪力墙的试验为研究背景,并采用ABAQUS有限元软件对试验进行模拟,结果表明:本文选择的非线性参数和材料本构是准确的,采用的建模方法和操作步骤是具有可行性的,为后续工程人员采用ABAQUS软件模拟叠合板式剪力墙提供了思路和帮助。（2）通过软件模拟偏心叠合板式剪力墙可以发现,偏心受压下的叠合板式剪力墙主要发生两种破坏:大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。其中,大偏心受压下叠合板式剪力墙发生破坏时有明显征兆,受拉侧钢筋屈服后,受压侧混凝土被压碎,整体呈延性破坏,破坏形态主要为受弯破坏;小偏心受压下叠合板式剪力墙的发生破坏时无明显征兆,受压侧混凝土被压碎前受拉侧钢筋仍未屈服,整体呈脆性破坏,破坏形态主要为受压破坏。大偏心受压下墙体的承载能力低于小偏心受压破坏,承载力最多降低36.5%,但墙体的延性、刚度退化和耗能能力明显优于小偏心受压,延性增加6.4%,刚度退化增加25.2%,耗能系数增加10.1%。在今后的抗震设计中,应避免叠合板式剪力墙出现小偏心受压破坏,以及在保证墙板承载力满足规范的前提下,尽量选择大偏心受压破坏。（3）轴压比会影响大偏心受压下的叠合板式剪力墙的抗震性能,通过模拟可以发现,随着轴压比的增加,大偏心受压下叠合板式剪力墙的承载能力逐渐增加,但其延性逐渐下降;混凝土强度对大偏心受压下的叠合板式剪力墙的抗震性能影响不大。对于大偏心受压的下的叠合板式剪力墙,不能盲目的通过降低墙体的轴压比或提高墙体的混凝土强度来提高墙体的力学性能,需结合实际工程选择合理的轴压比和混凝土强度。图:[42];表:[13];参:[60]

关键词：装配式结构叠合板式剪力墙非线性有限元分析偏心受压 ABAQUS 抗震性能

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叠合板式剪力墙与飘窗一体化技术研究

混凝土世界 2017年第6期 70-73页

作者：丁泓樊骅恽燕春上海紫宝实业投资有限公司 200041

分析研究了叠合板式剪力墙与飘窗的一体化技术,针对目前在建筑工业化中飘窗一体化预制构件暴露出的不足,利用叠合板式剪力墙的优势特点研究了两种飘窗一体化技术,通过多方面优势对比,并基于BIM技术择优进行生产实践,验证了其技术的可行... 详细信息

分析研究了叠合板式剪力墙与飘窗的一体化技术,针对目前在建筑工业化中飘窗一体化预制构件暴露出的不足,利用叠合板式剪力墙的优势特点研究了两种飘窗一体化技术,通过多方面优势对比,并基于BIM技术择优进行生产实践,验证了其技术的可行性和合理性,为以后工业化建筑工程的飘窗一体化研究和应用提供理论和实际依据。

关键词：叠合板式剪力墙建筑工业化飘窗一体化 BIM技术

叠合板式剪力墙节点受平面内荷载的ABAQUS分析

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佳木斯大学学报（自然科学版） 2021年第2期39卷 33-36页

作者：张放安徽建筑大学土木学院安徽合肥230601

为研究叠合板式混凝土剪力墙与叠合楼板连接处的抗震性能,需对三个试件的墙与楼板连接处节点域进行平面内的位移有限元分析,模拟实际情况中叠合板件楼层处,即墙板联结点所受的地震荷载。分析表明,三个试件的裂缝均从节点处展开,均主要... 详细信息

为研究叠合板式混凝土剪力墙与叠合楼板连接处的抗震性能,需对三个试件的墙与楼板连接处节点域进行平面内的位移有限元分析,模拟实际情况中叠合板件楼层处,即墙板联结点所受的地震荷载。分析表明,三个试件的裂缝均从节点处展开,均主要在节点域附近;三种模型墙体的受力均以受剪力为主,伴随受弯;连接筋锚固方式对试件抗震性能影响不明显,且可有效传递叠合楼板钢筋拉力。

关键词：叠合板式剪力墙墙-楼板节点域平面内有限元分析

采用两种不同基础连接方式的叠合板式剪力墙抗震性能研究

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采用两种不同基础连接方式的叠合板式剪力墙抗震性能研究

作者：尚尔峥合肥工业大学

学位级别：硕士

在国家住宅产业化政策的指引下，预制剪力墙结构未来的应用前景十分广阔。本文研究的叠合板式剪力墙结构是一种半装配式钢筋混凝土剪力墙结构。其中，墙板的预制部分由两层侧墙板与起连接作用的格构钢筋组成，楼板的预制底板也设有格构... 详细信息

在国家住宅产业化政策的指引下，预制剪力墙结构未来的应用前景十分广阔。本文研究的叠合板式剪力墙结构是一种半装配式钢筋混凝土剪力墙结构。其中，墙板的预制部分由两层侧墙板与起连接作用的格构钢筋组成，楼板的预制底板也设有格构钢筋。预制构件现场安装就位后，设置必要的连接钢筋和受力钢筋，在预制墙板的核心部位、边缘构件以及楼板顶板等部位浇筑混凝土，从而形成叠合式受力结构。课题组前期对这一结构进行的抗震性能试验研究结果表明，叠合板式剪力墙与基础之间以及叠合板式剪力墙之间的水平拼缝是这类结构水平地震作用下的薄弱环节，结构的弹塑性反应以水平通缝不断张开闭合，上部墙体随之做“摇摆”振动为主，这种变形模式使得穿过拼缝截面的竖向钢筋产生较大的拉伸变形，甚至被拉断，受压区混凝土压应力也较大，导致结构延性有所降低，不能完全达到“等同现浇”的目的。基于此，本文采用两种不同的方式对叠合板式剪力墙基础部位的连接构造进行了改进。一种为采用含插筋的嵌入式基础（凹形基础），另一种为水平拼缝部位采用“强连接”的方式，即应用能力设计原理，使剪力墙底部拼缝截面受弯承载力大于相邻截面，从而使塑性区域避开墙板与基础间水平拼缝截面，转移至指定的塑性区域。本文分别针对这两种不同的构造方式，运用试验分析和有限元软件模拟的手段，对其抗震性能进行了研究。论文首先设计并制作了4个试验试件，其中2个为采用嵌入式基础的叠合板式剪力墙试件，2个为叠合墙板与基础间采用强连接的试件，并对其进行了低周反复加载试验。试验结果表明：采用不同墙板纵筋和基础插筋配置的嵌入式基础剪力墙试件，最终都出现了墙板从凹形基础内拔出的破坏，基础插筋没有和墙板与基础接触面的摩擦力共同发挥作用，墙体的连接部位成为受力薄弱环节;而采用强连接的剪力墙试件最终均为墙板本身的弯曲破坏，在基础插筋面积充足的情况下，可以实现将塑性铰区域上移到墙板的“强连接”目的;试件W-1的水平力-位移滞回曲线呈比较饱满的梭形，而其他三个试件受剪切变形影响，滞回环呈反S形;同种连接方式中，基础插筋量配置高的试件，有较高的承载力和耗能能力;四个试件的位移延性系数处于3.36～6.81之间，最大顶点位移角处于1/68～1/46之间，具有一定的变形能力。在试验研究的基础上，本文还采用了有限元软件ABAQUS对4个试件的受力过程进行了非线性数值模拟，并将分析结果与试验结果进行了对比。结果表明，有限元计算获取的水平荷载-顶点位移关系曲线与实测骨架曲线吻合良好，且分析能够较准确的模拟4个试件的破坏形态，有限元模型具有一定的可靠性，可以用于后续的叠合板剪力墙抗震性能分析。

关键词：叠合板式剪力墙嵌入式基础强连接低周反复加载试验抗震性能有限元模拟

水平拼缝部位采用强连接的叠合板式剪力墙抗震性能研究

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水平拼缝部位采用强连接的叠合板式剪力墙抗震性能研究

作者：吴海燕合肥工业大学

学位级别：硕士

本文所要研究的叠合板式剪力墙结构作为一种新型绿色建筑结构体系从德国引进，其叠合墙板的预制部分由两侧的预制板及起连接作用的格构钢筋组成，吊装就位后现场浇筑预制板之间的核心区混凝土，形成叠合式受力构件。这种结构属于半装配... 详细信息

本文所要研究的叠合板式剪力墙结构作为一种新型绿色建筑结构体系从德国引进，其叠合墙板的预制部分由两侧的预制板及起连接作用的格构钢筋组成，吊装就位后现场浇筑预制板之间的核心区混凝土，形成叠合式受力构件。这种结构属于半装配式钢筋混凝土剪力墙结构，它与传统的全装配式剪力墙结构（大板结构）相比，整体性能更好，对现场安装精度的要求较低，因此是一种较适合我国目前国情的住宅建筑结构体系。在课题组前期进行的叠合板式剪力墙抗震性能试验中发现，叠合墙板之间以及叠合墙板与基础之间的水平拼缝部位是这种结构在承受水平地震作用时的薄弱部位，反复荷载作用下连接拼缝张开并贯通成为主裂缝，钢筋和混凝土的塑性变形集中在拼缝附近，试验变形较大时部分受拉钢筋甚至被拉断，结构变形能力和延性较差。在此情况下，本文针对叠合板式剪力墙结构水平拼缝部位进行改进，采用强连接的形式。论文首先基于能力设计原理，设计了两个水平拼缝部位采用强连接的叠合板式剪力墙试件，并对其进行了低周反复加载试验。两个试件截面尺寸、材料强度、叠合墙板内配筋面积均相同，仅基础插筋面积有所区别。试验结果表明：基础插筋面积充足的试件W-2，可以实现“强连接”的设计目的，剪力墙的塑性部位由水平拼缝上移至墙板内部，从而使其受力性能更接近现浇钢筋混凝土剪力墙结构;尽管试件W-1的基础插筋面积略显不足，但也使得塑性变形首先出现在剪力墙内部，基础顶部截面塑性开展程度较小，因此其受力性能也接近现浇混凝土剪力墙。两个试件试验的水平荷载-位移滞回曲线均比较饱满，前期呈梭形而后期呈反S形，说明两个试件在实验过程中均出现了较大的剪切变形。在试验研究的基础上采用有限元软件ANSYS对两个试件分别进行了单调加载和循环往复加载分析，结果表明：分析得到荷载－位移骨架曲线和滞回曲线与试验吻合较好，试件受力过程中的几个关键点对应的荷载和位移值均与试验结果相差不大，且分析得到的试件受力过程和破坏情况与试验结果基本一致，表明有限元分析具有较高的精度，论文采用的分析模型可以用于这类结构的数值模拟分析。

关键词：叠合板式剪力墙强连接抗震性能能力设计方法低周反复加载试验数值模拟分析

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新型叠合板式剪力墙受弯性能研究

新型叠合板式剪力墙受弯性能研究

作者：王琳烟台大学

学位级别：硕士

推进我国建筑工业化发展的核心任务是开发契合我国建筑工业化发展的结构体系。预制混凝土叠合板式剪力墙为半预制装配式剪力墙结构,是钢筋混凝土剪力墙结构体系由现场浇筑到完全装配的过渡。预制混凝土叠合板式剪力墙结构具有装配程度... 详细信息

推进我国建筑工业化发展的核心任务是开发契合我国建筑工业化发展的结构体系。预制混凝土叠合板式剪力墙为半预制装配式剪力墙结构,是钢筋混凝土剪力墙结构体系由现场浇筑到完全装配的过渡。预制混凝土叠合板式剪力墙结构具有装配程度高、建造质量好、环保节能、取代传统模板的优点,符合建筑工业化的发展要求。本文提出了一种无界面钢筋的新型叠合板式剪力墙结构,该结构的两侧为预制混凝土墙板,预制板中间空隙内浇筑混凝土形成整体结构。两侧预制板间无界面钢筋,内部存在的新旧混凝土结合面是墙体受力的薄弱环节,其连接性能决定了墙体的受力性能。本文对该新型墙体开展了试验研究和数值分析,对新旧混凝土结合面的受力性能和界面构造进行了详细分析,主要研究成果如下:(1)完成了3片新型叠合板式剪力墙试件在恒定轴力作用下的拟静力试验,得到了新型叠合板式剪力墙的破坏过程和破坏形态。试验结果表明:在正常使用状态下,新旧混凝土结合面粘结良好,能够保证墙体整体受力;墙体均发生弯曲破坏,即边缘纵筋屈服;根部混凝土压溃。(2)通过分析各试件的滞回性能、骨架曲线、承载力、刚度和变形等性能指标,研究了边缘纵筋配筋率、界面构造等参数对新型叠合板式剪力墙受弯性能的影响。结果表明:边缘纵筋配筋率是影响叠合板式剪力墙受弯性能的重要因素,随边缘纵筋配筋率的提高,墙体的受弯承载力和耗能能力显著提高,刚度退化速度减缓,新旧混凝土间的相对变形减小;粗糙面及键槽构造两种界面处理方式均可保证墙体正常使用条件下的整体性能,但键槽构造能够提高墙体耗能能力,延缓墙体的破坏进程;对墙体峰值荷载后的稳定性产生有利作用。(3)基于有限元软件ABAQUS,建立了新型叠合板式剪力墙的数值分析模型,采用库伦摩擦模型和内聚力模型相结合的方式对新旧混凝土结合面进行了数值模拟,分析了墙体的破坏形态、骨架曲线、新旧混凝土界面处的相对变形等关键指标,结果表明,采用库伦摩擦模型和内聚力模型相结合的方式可对新型叠合板式剪力墙进行数值模拟,模型合理,结果可靠。(4)本文还对新型叠合板式剪力墙进行有限元参数扩展分析,研究了插筋配筋率、边缘纵筋配筋率、轴压比等关键参数对墙体受力性能的影响,结果表明:插筋配筋率对墙体承载力和刚度影响较小,但提高插筋配筋率,可改善墙体的延性;边缘纵筋配筋率对墙体的承载力和刚度影响较大,随着边缘纵筋配筋率的提高,墙体的承载力和初始刚度增大,延性提高;轴压比对墙体承载力和刚度影响显著,随轴压比的提高,墙体承载力和初始刚度大幅度增大,而延性降低。

关键词：叠合板式剪力墙新旧混凝土结合面受弯性能数值模拟参数分析

叠合板式剪力墙楼层节点平面外受力性能数值模拟分析

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安徽建筑 2023年第8期30卷 42-44页

作者：汪耀宇盘洪玉长江精工钢结构(集团)股份有限公司安徽六安237161

为研究叠合板式剪力墙楼层节点在平面外荷载作用下受力性能,文章利用有限元软件ABAQUS进行叠合板式剪力墙楼层节点的数值模拟,对轴压比、边缘构件和混凝土等参数进行分析。模拟发现:随着轴压比的增大,楼层节点承载力增大,而峰值后变形... 详细信息

为研究叠合板式剪力墙楼层节点在平面外荷载作用下受力性能,文章利用有限元软件ABAQUS进行叠合板式剪力墙楼层节点的数值模拟,对轴压比、边缘构件和混凝土等参数进行分析。模拟发现:随着轴压比的增大,楼层节点承载力增大,而峰值后变形能力及承载力下降显著加快;节点试件承载力及变形能力受边缘构件影响不大,但实际工程应考虑设计边缘构造提高混凝土约束,从而提高叠合剪力墙墙板节点的整体承载力及预制率;高轴压下节点受内、外叶混凝土强度变化较低,轴压比下节点更显著。

关键词：叠合板式剪力墙墙板节点平面外受力性能有限元分析