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螺栓连接全装配式混凝土房屋肋形墙板抗震性能试验研究

赵元星

螺栓连接全装配式混凝土房屋肋形墙板抗震性能试验研究

赵元星1
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  • 1. 西南交通大学
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摘要

随着节能环保问题受到越来越多的重视,以及人口红利的迅速减少,钢筋混凝土结构的现浇施工方式污染环境、施工效率低下等问题不断凸显,因此,装配式建筑在我国政府的推动下,获得了高速发展。 本文针对螺栓连接全装配式混凝土肋形墙板结构体系,首先对3块螺栓连接单块钢筋混凝土肋形墙板进行了往复水平荷载作用下的拟静力试验研究,然后采用非线性有限元分析方法,分析了轴压比、螺栓位置、螺栓数量、墙板壁厚和墙板纵筋配置等因素对单块墙板抗震性能的影响,并研究了多块墙板协同工作时的抗震性能。主要研究内容及成果如下: (1)对3块螺栓连接肋形墙板足尺试件开展拟静力试验,获得了螺栓连接墙板的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、承载力、刚度、延性,并对以上内容进行分析。研究结果表明:由于螺栓连接的存在试件的破坏均为脆性破坏,延性较低;试件滞回曲线均为反S形,试件LB1-2基本处于带裂缝工作阶段,试件LB1、LB2等效黏滞阻尼系数最大值为0.1,耗能性能较差,延性系数最大值为2.7小于普通混凝土剪力墙;墙板壁厚的增大以及混凝土强度的提升对于其破坏模式、承载力和耗能能力影响较小;试件的峰值抗侧承载力可达90kN以上,承载力储备充足。 (2)建立螺栓连接单块墙板ABAQUS有限元模型,对试验进行拟合,并进行影响因素分析。结果表明:有限元计算结果与试验结果基本误差在10%左右,吻合较好;轴压比对墙板破坏形态和承载力无明显影响,轴压力从80kN减小到20kN,墙板破坏形态无明显变化,螺栓最大应力状态最大波动幅度为3.5%,承载力最大降低8%;螺栓间距变小时,试件承载力最大降低28%,同时墙板底部混凝土塑性变形也有所减小;螺栓数量从2个增加到4个时,墙板底部混凝土塑性应变增大,墙板承载力最大增幅为3%;墙板壁厚从70mm减小为50mm,混凝土破坏分布区域增大,墙板承载力降低3%;墙板纵筋配置减小时,墙板底部混凝土塑性变形减小,钢筋的塑性变形增大,最大增幅为54%,同时墙板承载力最大降低26%。 (3)建立了螺栓连接多块墙板ABAQUS有限元模型,分析了其破坏形态及抗侧承载力。结果表明:多块墙板协同工作时墙板破坏形态明显优于单块墙板;多块墙板协同工作时水平连接螺栓最大应力小于单块墙板水平连接螺栓最大应力,同时承受明显的剪力作用,靠近外侧墙板水平连接螺栓最大应力大于中间位置墙板水平连接螺栓最大应力;多块墙板承载力约为单块墙板承载力的1.6倍。

关键词

预制钢筋混凝土剪力墙/螺栓连接/肋形墙板/拟静力试验/有限元分析

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授予学位

硕士

学科专业

建筑与土木工程

导师

刘艳辉

学位年度

2021

学位授予单位

西南交通大学

语种

中文

中图分类号

TU
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