装配式内藏钢桁架混凝土剪力墙抗震性能研究

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未来建筑行业的发展离不开产业化和现代化,装配式体系的应用是实现建筑产业化和现代化的重要基础,并且符合我国绿色建筑及可持续发展战略。混凝土剪力墙中内藏钢桁架综合了混凝土和钢材材料的优点,能够显著提高剪力墙的各项抗震性能,但是目前尚缺乏对于装配式内藏钢桁架混凝土剪力墙的研究。为了顺应国家建筑产业化的发展,进一步提高装配式剪力墙的抗震性能,本文提出并设计了1片H型钢竖向连接采用翼缘顶底角钢栓接、腹板胶-螺混合连接的暗柱内置H型钢装配式内藏钢桁架混凝土剪力墙和1片圆钢管竖向连接采用端板焊接的暗柱内置圆钢管装配式内藏钢桁架混凝土剪力墙。通过对上述2片剪力墙进行低周反复加载试验和ABAQUS有限元分析,系统了研究了该类剪力墙的抗震性能,主要研究内容如下:(1)通过对两片剪力墙试件进行低周反复加载试验,得到它们的破坏模式、滞回曲线、承载力、延性、残余变形、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明:与暗柱内置圆钢管内藏钢桁架混凝土剪力墙相比,暗柱内置H型钢内藏钢桁架混凝土剪力墙的承载力、耗能和延性更好,H型钢竖向连接方式能够更好的传递应力,连接方式更为牢靠,保证了预制剪力墙的整体性。(2)对试验的两片装配式内藏钢桁架剪力墙进行ABAQUS有限元建模,对模型进行单调加载得出两试件的荷载-位移曲线,与试验结果能够较好的拟合,验证了两片装配式剪力墙ABAQUS模型的有效性。(3)在验证模型有效的基础上,保持其它参数不变,分别改变两片剪力墙模型中的轴压比、钢桁架含钢率、钢桁架钢材强度、暗柱配筋率等参数,对模型进行分析计算。模拟结果表明:增大轴压比会显著提高装配式内藏钢桁架剪力墙的刚度和承载力,但是会降低剪力墙延性;增大钢桁架含钢率和钢材强度均能在一定程度上提高剪力墙承载力,并且剪力墙延性也能获得提升;暗柱配筋率增大后,装配式剪力墙承载力明显提高,但是当配筋率过高时试件容易发生超筋脆性破坏,对剪力墙延性性能不利。
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