钢筋连接方式对剪力墙平面外刚度的影响--x
钢筋连接方式对剪力墙平面外刚度的影响
建筑工程大专毕业论文第三篇
摘要：利用 ABAQUS 对竖向钢筋连接方式不同的预制剪力墙进行建模, 对比分析其平面外性
“ ”能。竖向钢筋连接方式分别为双排逐根连接、 梅花形 部分连接及单排连接。结果表明, 剪力
墙平面外破坏属于脆性破坏, 墙身与地梁脱开, 有倾覆趋势, 但平面外仍具有一定的承载能力和
刚度。竖向钢筋连接方式不同对预制剪力墙平面外承载力和刚度均有较大影响, 由逐根连接改
为部分连接其平面外极限承载力下降约 15%, 与现浇对比差距较大, 刚度退化速度也大于现浇。
关键词：ABAQUS 软件; 预制剪力墙; 平面外; 刚度退化;
0 前言
装配式混凝土建筑相较于传统建筑而言具有产品质量易把控、工业化生产效率高、对环境污染
较小等优势，符合我国可持续发展战略的方向。目前, 应用最广泛、最便捷的连接方式是套筒
灌浆连接。钱稼如[1]等通过试验得出套筒灌浆预制剪力墙试件的刚度、耗能能力与现浇剪力墙
试件基本一致。国外也有研究证明灌浆套管连接的拉伸性能能够满足工程抗震需求[2]。大量的
试验研究证明预制剪力墙构件平面内抗震性能与现浇构件相当，但对剪力墙平面外性能的研究
分析相对较少。焦安亮[3]等通过试验对环筋扣合连接剪力墙平面外抗折性能进行研究。剪力墙
作为有一定厚度的构件，其平面外应具有一定刚度。因此，本文利用 ABAQUS 有限元分析软
件对四种竖向钢筋连接方式不同的预制剪力墙及现浇剪力墙进行建模分析，研究其平面外承载
力、刚度等发展规律，探究竖向钢筋连接方式的不同对预制剪力墙平面外刚度产生的影响。
1 有限元模型建立及验证
1.1 有限元模型建立
为验证所建有限元模型的合理性，对文献[4]中的 PSW-1 试件进行建模分析，并与实验结果进
行对比。试件剪力墙 PSW-1 截面尺寸及配筋如图 1所示，设计轴压比 0.1。
图1 PSW-1 剪力墙截面尺寸及配筋图（单位：mm)
1.1.1 单元选用及网格划分
混凝土采用 C3D8R 单元，钢筋选用 T3D2 单元，套筒选用 S4R 单元。分区域划分网格。
1.1.2 材料本构
本文中混凝土材料本构关系选用 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中附录 C提供的混
凝土单轴应力应变曲线，建模时采用 ABAQUS 自带的混凝土塑性损伤模型，计算本构参数及
损伤因子。钢筋本构关系采用理想弹塑性模型。取弹性模量 Es=2.0×105MPa，泊松比ν=0.3。
套筒本构采用理想弹塑性模型[5]。
1.1.3 接触关系
混凝土及钢筋采用分离式建模，并将钢筋和套筒采用 Embedded Region 方式嵌入混凝土中。在
剪力墙顶部建立参考点并采用 Coupling 与加载面耦合连接以实现刚性面加载。现浇模型剪力墙
与地梁采用 Tie 绑定连接，预制模型采用表面-表面接触，切向行为采用罚摩擦模型，摩擦系数
取值0.6[6] “ ”，法向行为为 硬接触。
1.1.4 加载方式
在ABAQUS 中设置两个分析步，第一步进行竖向加载，采用均布荷载方式；第二步进行水平
加载，采用位移控制方式，位移大小为 50 mm。
1.2 有限元模型验证
将数值模拟分析与文献[4]中试验所得的荷载-位移曲线进行对比，见图2。
图2 试验与有限元荷载-位移曲线对比
由图 2可以看出，二者荷载-位移曲线趋势一致，基本重合，试验极限荷载为 327.15 kN，有限
元极限荷载为 329.22 kN，误差为 0.6%，满足工程要求。通过对比，说明该有限元模型能正确
地模拟剪力墙平面内荷载及变形等力学特性，可利用该模型进行剪力墙平面外性能研究。
2 预制剪力墙平面外性能分析
本文为研究竖向钢筋连接方式不同对预制剪力墙平面外性能产生的影响，根据装配式混凝土建
筑技术标准及图集[7]，在保证截面配筋率相等的条件下进行改动，形成以下四种不同竖向钢筋
连接方式的预制剪力墙，对其进行编号为PSW-2、PSW-3、PSW-4，并将施加的水平荷载转移
到平面外。同时建立现浇模型 XJ-1 作为对照组。竖向钢筋连接方式如图 3所示。
摘要：
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钢筋连接方式对剪力墙平面外刚度的影响建筑工程大专毕业论文第三篇摘要：利用ABAQUS对竖向钢筋连接方式不同的预制剪力墙进行建模,对比分析其平面外性“”能。竖向钢筋连接方式分别为双排逐根连接、梅花形部分连接及单排连接。结果表明,剪力墙平面外破坏属于脆性破坏,墙身与地梁脱开,有倾覆趋势,但平面外仍具有一定的承载能力和刚度。竖向钢筋连接方式不同对预制剪力墙平面外承载力和刚度均有较大影响,由逐根连接改为部分连接其平面外极限承载力下降约15%,与现浇对比差距较大,刚度退化速度也大于现浇。关键词：ABAQUS软件;预制剪力墙;平面外;刚度退化; 0前言装配式混凝土建筑相较于传统建筑而言具有产品质量易把控...
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作者：闻远设计
分类：土木建筑化工水利
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时间：2023-04-30
