预制剪力墙抗震性能研究现状

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:王霁云
[导读] 摘要:剪力墙结构广泛应用于高层结构中,是抵抗侧向力的常用选择,具有良好的抗震性能,随着国家和地方政府的各项政策支持和科技发展,装配式剪力墙体系也被广泛应用和推广,涌现出多种构件和接缝的连接形式,装配式剪力墙的性能也不断优化,对不同连接方式的装配式剪力墙的抗震性能研究显得十分重要。
        安徽建筑大学  安徽合肥  230601
        摘要:剪力墙结构广泛应用于高层结构中,是抵抗侧向力的常用选择,具有良好的抗震性能,随着国家和地方政府的各项政策支持和科技发展,装配式剪力墙体系也被广泛应用和推广,涌现出多种构件和接缝的连接形式,装配式剪力墙的性能也不断优化,对不同连接方式的装配式剪力墙的抗震性能研究显得十分重要。
        关键词:装配式;剪力墙;抗震性能
        一、装配式建筑发展现状
        随着装配式结构在发达国家的广泛应用,技术发展也已比较成熟,在节能环保、可持续发展的潮流下,建筑产业化重新引起重视,发展建筑产业化被写入“十二五”规划。2017年,党的十九大明确树立绿色发展理念,推进供给侧结构性改革,全面推进绿色生态发展,积极稳妥的推动装配式建筑发展、促进建筑业转型升级是贯彻落实党的十九大有关绿色生态发展、优化产业结构的重要举措。在国家多项政策的引领下,各省、市也积极出台一系列工作目标和政策支持。截至2018年底,全国31个省市全部出台了发展实施意见和规划,2018年全国新开工装配式建筑面积达到2.9亿平方米,与2017年相比增长81%。2019年部分省市新开工装配式建筑面积均有增加,其中浙江省住房和城乡建设工作会议上指出:2019年浙江省新开工装配式建筑超过25%,预计2020年新开工装配式建筑达到7000万平方米以上;北京市截至2019年10月新开工装配式建筑面积约900万平方米;江苏省在2019年11月15日的新闻发布会上指出:全省装配式建筑在建面积达到2096.44万平方米,较2018年同期翻了一番,装配式建筑产值359.81亿元,同比增长17%;合肥市在2019年上半年工作总结报告中指出:上半年全市在建装配式建筑项目已达48个,建筑面积740.38万平方米。
        二、预制剪力墙抗震性能研究现状
        张微敬等[1]在2011年设计了三个预制剪力墙拟静力试验,研究了竖向分布钢筋与连接钢筋间接搭接、连接钢筋单排布置数量少于竖向分布钢筋的预制剪力墙的抗震性能,试验结果表明此连接方式破坏形态为压弯破坏,极限位移角达到1/60,承载力大于现行规范计算值,可以采用现行规范计算预制剪力墙的受压承载力。2012年,为进一步研究竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能,设计完成了5个预制剪力墙拟静力试验,其中2个试件两端带暗柱、3个试件一端带暗柱,试验表明承载力大于现行规范计算值,极限位移角达到1/99~1/62,满足规范要求,可以采用现行规范计算预制剪力墙的压弯承载力,现浇暗柱与预制剪力墙可以作为整体共同工作。
        清华大学钱稼茹、彭媛媛等[2]研究了竖向钢筋采用不同连接方式的预制剪力墙抗震性能试验如图1.4、1.5所示,完成了5个剪跨比2.25的剪力墙拟静力试验,其中1个现浇试件作为对照,4个竖向钢筋采用不同连接方式的预制混凝土剪力墙试件。分布钢筋试验结果表明预制试件与现浇试件的破坏形态基本相同;套筒浆锚连接和套筒浆锚间接搭接的连接方式可以有效传递荷载;竖向钢筋采用套箍连接的试件,现浇与预制混凝土界面难以浇筑密实形成水平通缝,达到峰值水平力后承载力下降过快,极限位移角和耗能能力小,不宜在工程中应用。为进一步研究竖向钢筋套筒浆锚连接的预制剪力墙抗震性能,还进行了浆锚连接全预制连接剪力墙和采用竖向现浇带连接的预制剪力墙拟静力试验,试验结果表明预制试件与现浇试件的破坏形态、耗能能力基本相同;竖向现浇带与预制墙可以作为整体共同工作,侧面采用粗糙面连接时连接效果更好,优于键槽连接的连接性能。
        陈云钢、刘家彬等[3]完成2个金属波纹管浆锚装配式足尺剪力墙和一个现浇试件的低周反复荷载试验,综合评价拼缝采用竖向钢筋浆锚搭接的装配式混凝土剪力墙抗震性能,试验结果表明装配式剪力墙与现浇试件破坏形态基本相同,耗能能力接近,与现浇试件相比初期刚度有所降低。为研究基于钢板网成孔的竖向钢筋搭接连接的装配式剪力墙抗震性能,完成了7片混凝土剪力墙拟静力试验,其中1个现浇试件和6个不同连接形式的装配式剪力墙。试验结果表明预制剪力墙与现浇试件破坏形式基本一致,耗能能力接近,钢板网成孔的竖向钢筋搭接连接试件承载能力较现浇试件略有降低。


        刘及进等[4]对五片足尺剪力墙进行拟静力试验,研究水平接缝处不同竖向连接方式对装配式剪力墙抗震性能的差异,其中一个现浇试件,1个套筒浆锚连接试件,1个预留孔洞搭接浆锚连接试件和两片简化工艺混合连接剪力墙。试验结果表明预留孔洞搭接浆锚连接剪力墙可以有效传递竖向钢筋应力,套筒浆锚连接可以更直接传递荷载,构造施工更简便。
        李宁波等[5]对4个竖向钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙进行了拟静力试验,研究套筒挤压连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能,其中3个轴压比不同的一字型试件,一个T形试件。试验结果表明套筒挤压连接能有效传递钢筋荷载作用,竖向钢筋套筒挤压连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能满足现行规范的要求。
        朱张峰等[6]研究了两种不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能,对两片足尺混凝土剪力墙进行低周反复荷载加载试验,其中一片为干式连接节点,一片为混合连接节点,并与同条件现浇试件进行对比。试验结果表明两种装配式试件与现浇试件破坏形式基本相同,抗震性能可以认为与现浇等同,混合连接节点耗能性能略优于干式连接,但施工工艺复杂,不建议在实际工程中采用。
        汪梦甫等[7]研究了竖向连接带暗支撑叠合剪力墙抗震性能,完成了两片不同暗支撑 叠合剪力墙的拟静力试验,试验结果表明U型连接的带暗支撑叠合剪力墙与现浇剪力墙破坏形态和抗震性能基本一致。
        种迅等[8]针对水平拼缝部位采用“强连接”方式增强拼缝连接性能,完成了4片叠合板式剪力墙拟静力试验,试验结果表明采用“强连接”的叠合板式剪力墙更接近现浇混凝土试件,耗能能力高于混凝土试件,变形模式不再以摇摆变形为主。
        三、结论
        装配式剪力墙的连接方式、配筋、抗震性能在实际结构中起到关键作用。装配式剪力墙结构的设计,不仅连接部位要被确保具有足够的强度抵抗设计荷载,并能均匀传递荷载,保证其连接的可靠性,不能先与墙身发生破坏,还要保证连接处在地震作用中有良好的耗能能力和较大刚度等。装配式剪力墙的连接方式、配筋、抗震性能在实际结构中起到关键作用。综上装配式剪力墙结构是我国建筑工业化发展的首选,对不同连接方式的装配式剪力墙的抗震性能研究显得十分重要。
        参考文献:
        [1]张微敬,钱稼茹,陈康.竖向分布钢筋单排连接的预制剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构,2011,041(002):12-16.
        [2]钱稼茹,杨新科,秦珩.竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构学报,2011(06):55-63.
        [3]陈云钢,刘家彬,郭正兴.装配式剪力墙水平拼缝钢筋浆锚搭接抗震性能试验[J].哈尔滨工业大学学报,2013(06):89-95.
        [4]刘及进.不同竖向钢筋连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D].重庆大,2015.
        [5]李宁波,钱稼茹,叶列平.竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究 [J].建筑结构学报,2016,037(001):31-40.
        [6]朱张峰,郭正兴,朱寅.不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].湖南大学学报:自然科学版,2017,044(003):55-60.
        [7]汪梦甫,朱升昕.新型竖向连接的带暗支撑预制叠合剪力墙抗震试验研究[J].地震工程与工程震动,2017,37(6):52-63.
        [8]种迅,万金亮,蒋庆.水平拼缝部位增强叠合板式剪力墙抗震性能试验研究[J].工程力学,2018,v.35(04):115-122.
        作者简介:
        王霁云(1994—),女,汉族,安徽省蚌埠市人,安徽建筑大学硕士研究生;研究方向:工程结构的现代施工技术。
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