弯折钢筋抗剪键组合剪力墙抗震性能研究

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组合剪力墙因其承载力高,抗侧刚度大,延性和耗能能力良好的等特点被广泛用于高层和超高层结构中。对于建筑物,在墙体中填入钢板可有效缩小构件的截面尺寸,减少建筑面积占用,进而满足建筑功能要求。常见的组合剪力墙包括内置钢板剪力墙和外包钢板剪力墙两种,尽管在实际工程中得到广泛应用,但其不同程度的存在用钢量大,钢筋绑扎复杂的缺点。在目前的工程实践中,采用预制装配式施工的组合剪力墙,需焊接栓钉并进行对钢筋网进行绑扎,施工过程繁琐。如果将栓钉和竖向分布钢筋结合,可避免在钢板上开洞和对穿拉结筋的施工流程,并为绑扎横向分布钢筋提供定位措施。基于此,提出一种采用连续弯折钢筋作为抗剪连接件的内嵌钢板-混凝土组合剪力墙,通过3片新型组合剪力墙和1片钢筋混凝土剪力墙的低周往复试验对其抗剪承载力、变形能力、抗侧刚度和耗能能力进行研究,试验中的参数包括弯折钢筋的布置方式、是否设置横向分布钢筋及墙体类型。结果表明,采用抗剪键交错分布的试件其屈服强度和极限强度高于平行分布试件,但抗剪键分布对混凝土开裂和裂缝贯通位移角无明显影响;增设横向分布钢筋,可提高试件的各项性能参数,并使混凝土开裂和脱落限制在较小范围。试验中组合剪力墙抗剪承载力、屈服位移和极限位移均高于钢筋混凝土剪力墙,位移幅值相同时的滞回环包围的面积更大,表现出更强的耗能能力;较之普通钢筋混凝土剪力墙,未设置横向分布钢筋的组合剪力墙,屈服位移提高16.2%,但延性系数降低1.5%;设置横向分布钢筋的组合剪力墙,屈服位移和延性系数分别提高79.9%和23.8%,横向分布钢筋的设置可有效限制构件屈服后混凝土的开裂,提高构件的延性,试验后的内置钢板核心区域未产生平面外变形。通过对4片剪力墙拼接构件进行试验,研究了连接形式和有无后浇带对墙体性能的影响。此外,根据试验结果对现行规范中的分项系数进行了调整,提出了采用弯折钢筋抗剪键组合剪力墙的承载力修正公式。
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