摘要
预制剪力墙结构体系中,叠合剪力墙是一种典型半预制剪力墙结构,其包括双面叠合和单面叠合剪力墙。双面叠合混凝土剪力墙是指内、外两侧混凝土墙板均在工厂预制成型并且通过桁架筋连接,拼装时在两侧预制墙板形成的空腔中浇筑混凝土形成整体的剪力墙体系,单面叠合混凝土剪力墙中仅一侧混凝土预制板在工厂浇筑养护成型,多应用于建筑边缘外墙板。叠合混凝土剪力墙体系具有结构整体性好、节省模板和支撑、便于工业化生产等优点,符合住宅产业化的要求,应用前景广阔。在预制剪力墙结构体系中,钢筋连接构造是影响其抗震性能以及施工效率的关键因素。目前针对于叠合剪力墙竖向连接构造的研究主要集中于插筋搭接的形式,存在插筋长度长、拼装时插筋易与墙板内钢筋冲突等问题。同时,现有研究表明,双排插筋搭接连接双面叠合剪力墙在抗震性能上接近现浇剪力墙,但是在延性以及耗能性能方面不及现浇剪力墙试件。双面叠合剪力墙水平连接构造的研究目前较少,水平连接形式多为现浇边缘构件(暗柱)、以及设置后浇带并采用水平钢筋搭接的连接形式,并且现有带竖缝双面叠合剪力墙竖向连接方式多为双排插筋搭接,针对其他有效竖向连接方式带竖缝双面叠合剪力墙的抗震性能研究亟待开展。基于上述背景,本文针对于叠合剪力墙的竖向连接方式以及螺旋箍筋约束浆锚搭接双面叠合剪力墙竖缝间水平连接方式进行以下研究: (1)在叠合剪力墙体系中采用了三种优化连接构造并开展了0.2轴压比下5片足尺剪力墙(1片现浇剪力墙、1片螺旋箍筋约束浆锚搭接双面叠合剪力墙、1片销接连接双面叠合剪力墙、1片单排插筋连接双面叠合剪力墙以及1片螺旋箍筋约束浆锚搭接单面叠合剪力墙试件)的低周往复荷载试验。通过试验对墙体的破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等进行了较为系统的研究,并基于试验结果对双面叠合剪力墙的结构安全性进行验证。试验结果表明双面叠合剪力墙抗震性能良好,正截面抗弯承载力、水平接缝抗剪承载力均能满足规范要求,螺旋箍筋约束浆锚搭接双面以及单面叠合试件延性和耗能性能优于现浇试件,单排插筋连接双面叠合试件延性稍低于现浇试件,但是耗能性能最好,销接连接双面叠合试件在延性和耗能性能上均比现浇试件差。 (2)基于螺旋箍筋约束浆锚搭接双面叠合剪力墙,开展了0.2以及0.45轴压比下短搭接长度以及长搭接长度水平销接连接带竖缝双面叠合剪力墙足尺试件的低周往复荷载试验。通过试验对墙体的破坏形态、滞回曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力等进行了较为系统的研究。并基于试验结果对带竖缝双面叠合剪力墙的结构安全性进行验证。试验结果表明双面叠合剪力墙抗震性能良好,竖缝两侧墙体能够较好的协同工作,正截面抗弯承载力、水平接缝抗剪承载力均能满足规范要求。水平销接环筋搭接长度的长短对试件的破坏形态、承载力、刚度以及耗能能力的影响不大,但是在延性方面,长搭接长度试件的表现优于短搭接长度试件。 (3)基于本文中剪力墙低周往复荷载试验实测数据,结合同济大学秦端[1]进行的0.45轴压比下现浇剪力墙试件,螺旋箍筋约束浆锚搭接连接叠合剪力墙试件、销接连接、单排插筋连接双面叠合剪力墙试件低周往复荷载试验数据,对0.2以及0.45轴压比下叠合剪力墙试件建立参数化恢复力模型。建立的参数化恢复力模型与试验曲线较为符合;并对叠合剪力墙刚度退化规律进行了探讨,得到结论如下:相同侧移下叠合剪力墙试件的刚度退化更加严重,但是各不同竖向连接构造叠合剪力墙刚度退化规律基本与现浇剪力墙一致,体现了叠合剪力墙体系与现浇剪力墙体系相近的抗震性能。