新型耗能竖缝装配式剪力墙及抗震性能的研究

For the fabricated shear wall structure to get more application, ensure the requirements its concept design, and improve the seismic performance of the prefabricated shear wall structure, a new type of energy dissipation vertical joint fabricated shear wall structure and a design concept of "strong horizontal joints and weak vertical joints" are put forward. The "half dry type structure" is build including realizing the strong horizontal joints depending on existing wet type design, and weak vertical joints using new energy metals or friction damper. The fabricated shear wall with new energy dissipation vertical joints is taken as the research object in this topic, seismic behavior of joints and the structure system is studied by means of test and calculation. The main factors affected bearing capacity and ductility are investigated，the new structure system needs comprehensive consideration of joints, damper design, optimum proposal and strain rate, influential mechanism of seismic behavior on strain rate is discussed. Design theory of the structure system herein is established and improved for its application. The topic enriches and develops the design methods of precast shear wall structure for experiment and theory reference and provides a new approach for the development of housing industrialization in China as well.

为使装配式剪力墙结构体系得到更多的推广应用，保证剪力墙结构概念设计要求，提高装配式剪力墙结构的抗震性能，提出新型耗能竖缝装配式剪力墙结构以及“强水平缝弱竖缝”的设计理念。采用已有“湿式设计”形成强水平缝，新型耗能金属或者摩擦阻尼器形成弱耗能竖缝，形成“半干式结构”。本课题以新型耗能竖缝装配式剪力墙结构为研究对象，借助试验与计算手段研究其节点、接缝和整体构件的抗震性能，研究该结构的受力机理以及影响其承载力和抗震性能的主要因素，全面考虑接缝、阻尼器设计、优化设置和应变速率等因素的影响，揭示应变速率对结构抗震性能的影响机制，建立预制新型耗能竖缝装配式剪力墙结构设计理论方法，以便推广应用。该课题的研究为丰富和发展装配式剪力墙结构的设计提供试验与理论参考，也为我国住宅产业化的发展开辟新的途径。

根据已有剪力墙结构（包括装配式剪力墙及现浇开缝剪力墙）的研究成果，提出了装配式剪力墙结构“强水平缝弱竖向缝”的实施方法。基于此种设计理念，本文对适用于装配式剪力墙结构竖缝的阻尼器进行了试验研究，并设计了不同类型的装配式剪力墙结构试件，进行低周往复荷载试验，分析其力学和抗震性能，主要的工作内容如下：.（1）设计了带缝软钢阻尼器和摩擦阻尼器，并进行低周往复荷载试验，结果表明两种类型的阻尼器均有良好的力学及延性性能。通过改变设计参数，可使阻尼器表现出不同的工作性能，可满足新型耗能竖缝装配式剪力墙对阻尼器的设计要求。.（2）通过对一字形装配式剪力墙试件及现浇对比试件进行低周往复荷载试验，研究一字形装配式剪力墙试件的力学及抗震性能。结果表明，装配式剪力墙试件力学性能接近于现浇试件，且变形性能较好；竖缝中的阻尼器在加载过程中屈服耗能，提高了结构整体的抗震性能。随试件轴压比的提高，其承载能力相应提高，但变形性能有所降低；加载过程中阻尼器的屈服力会改变单片墙肢的轴压比，从而对试件的工作性能产生一定的影响。.（3）采用阻尼器直接连接纵墙和横墙形成T（L）形节点，并对试件进行低周往复荷载试验。通过对试验结果及影响因素的分析表明，竖缝中阻尼器屈服耗能，提高了试件整体的抗震性能，并实现了纵墙和横墙的连接。翼缘墙受拉时，试件的承载力较高，但延性较差；翼缘墙受压时，试件的承载力较低，但延性较好。翼缘墙的形式对试件也有影响。.（4）结合试验及有限元分析了装配式剪力墙结构的影响因素。试件的承载力随轴压比及阻尼器屈服力的提高而提高，但同时应考虑阻尼器的屈服力对墙肢轴压比的改变。竖缝位置的偏心及单片墙肢的差异会造成试件在两个受力方向承载力的差异，因此应尽量使竖缝两侧墙肢的强度及刚度接近。.（5）在已有剪力墙结构设计方法的基础上，提出了适用于新型耗能竖缝装配式剪力墙结构承载力的计算方法，并利用试验和有限元分析结果进行了验证。结果表明，该种方法的计算结果与试验结果吻合较好，阻尼器不仅能够耗能，对提高试件整体的承载力也发挥了积极的作用。.该成果提出了一种采用干式连接竖缝的装配式剪力墙结构，其可大大提高装配式剪力墙结构的施工效率，降低造价，有利于该种结构型式的推广。