新型槽口-无粘结水平接缝连接预制剪力墙的抗震性能研究

In order to solve the problem of weak seismic performance for prefabricated shear wall, the applicant introduces the unbonded technology of ordinary rebar into the horizontal connection with rabbets in precast shear wall, and invents the new rabbet-unbonded horizontal connection. Rabbets set at the connection are used to improve the shear capacity of the connection, and unbonded segments set on the ordinary rebars below the connection are used to improve the energy dissipation capacity of the structure..The research contents include:(1)for the connection, the shear capacity calculation model of rabbet connection and the hysteretic model of single unbonded ordinary rebar are established; (2) for the component, the relationship between the hysteretic model of precast shear wall connected by new rabbet-unbonded horizontal connection and the hysteretic model of single unbonded ordinary rebar is studied. And the calculation method for the flexural capacity and ductility of shear wall considering the influence of strain lag are proposed; (3) for the structure, the seismic performance evaluation is carried out on the whole structure. The calculation method of structural displacement control index and the corresponding limit value are proposed. Finally, the seismic design method of the whole structure system is proposed. The major feature of this project is to propose the staged hysteretic model of unbonded ordinary rebar..The research results are expected to clarify the shear mechanism and energy dissipation mechanism of the new connection, and solve the key problem in seismic design of multi-storey and high-rise buildings with the new connection, which is of great theoretical significance to popularize and apply the prefabricated structure on a large scale.

为解决装配式剪力墙抗震性能薄弱的问题，申请者将普通钢筋的无粘结技术引入到带有槽口的预制剪力墙水平接缝中，发明了新型槽口-无粘结水平接缝，在接缝处设置槽口，用于提高接缝的抗剪承载力，接缝以下普通钢筋上设置无粘结段，用于提高结构的延性及耗能能力。.研究内容包括：（1）接缝方面，建立槽口接缝的抗剪承载力计算模型及单根无粘结普通钢筋的滞回模型；（2）构件方面，研究预制剪力墙的滞回模型与单根无粘结普通钢筋滞回模型的关系，提出考虑应变滞后影响的预制剪力墙压弯承载力及延性计算方法；（3）结构方面，对整体结构进行抗震性能评价，提出整体结构位移控制指标的计算方法及相应限值，最终提出整体结构体系的抗震设计方法。本项目的最大特色是提出无粘结普通钢筋的分阶滞回模型。.研究成果可望阐明新型接缝的抗剪机理和耗能机制、解决采用新型接缝的多高层建筑抗震设计中的关键问题，对我国大规模推广应用装配式结构具有重要的理论意义。

为促进建筑工业化的转型升级，提高装配式剪力墙的抗震性能，本项目提出了新型槽口-无粘结水平接缝连接形式（RUHC），在接缝处设置槽口，提高接缝的抗剪承载力，接缝以下普通钢筋上设置无粘结段，提高结构的延性及耗能能力。本项目按照接缝-构件-结构的顺序展开研究，研究内容包括：（1）接缝方面，建立槽口接缝的抗剪承载力计算模型及单根无粘结普通钢筋的滞回模型；（2）构件方面，研究预制剪力墙的滞回模型，提出考虑应变滞后影响的预制剪力墙压弯承载力及延性计算方法；（3）结构方面，对整体结构进行抗震性能评价，提出整体结构位移控制指标的计算方法及相应限值，最终提出整体结构体系的抗震设计方法。.采用试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法进行研究，取得的重要研究成果包括：根据剪切摩擦理论，考虑灌浆料、轴压比及钢筋的抗剪作用，建立接缝的抗剪承载力计算模型；对RUHC剪力墙进行低周反复荷载试验，并将其与常规接缝剪力墙及现浇剪力墙进行抗震性能对比，结果表明，RUHC剪力墙的延性提高25%，耗能能力提高57%，承载力没有显著下降。对RUHC剪力墙进行数值分析，提出接缝的模拟方法。考虑应变滞后影响，提出RUHC剪力墙的压弯承载力及延性计算方法；对RUHC剪力墙结构，提出无粘结区的本构模型，采用标准层快速组装方法建立整体模型，对整体结构进行pushover分析，并进行抗震性能评价，最终提出接缝的设计建议值：无粘结长度不超过500mm，无粘结度不超过0.73, 即最多在边缘构件的全部纵向受力钢筋中设置无粘结。.该连接形式具有相对明确的损伤机制，能够改善接缝处钢筋应力集中的问题，在已有普通钢筋上设置无粘结段，无需添加耗能装置，施工方便，造价低廉，故该连接形式能够以较简单的操作及较低的成本得到结构较高的抗震性能，符合我国装配式结构的发展方向和目标。研究成果阐明了新型接缝的抗剪机理和耗能机制，解决了采用新型接缝的多高层建筑抗震设计中的关键问题，对我国大规模推广应用装配式结构具有重要的理论意义。