新型全裝配剪力墻抗震性能模擬

陳 婷，李檢保

(同濟大學 土木工程學院結構防災減災工程系，上海 200092)

1 新型全裝配剪力墻構造

圖1 新型裝配式剪力墻構造示意圖Fig. 1 The detail of prefabricated shear wall with innovative horizontal joint

2 試件設計

以上試件均由加載梁、墻體及支座梁組成，各試件的加載梁、支座梁及連接端部以上墻體的幾何參數保持一致。各類試件具體的幾何尺寸與配筋如圖2和表1所示。PSW-2試件在距底部連接端部270 mm(3倍墻厚)范圍內設有φ8@60的水平加密分布筋，其余配筋與SW-1與PSW-1保持一致。

圖2 各試件幾何參數及配筋Fig. 2 The dimension and reinforcement of shear wall specimens

表1 剪力墻試件配筋Table 1 Reinforcement of shear wall specimens

3 有限元模擬

3.1 材料參數

文中采用有限元軟件ABAQUS對試件進行模擬分析。試件SW-1、PSW-1及PSW-2內鋼筋及鋼板部件均采用HPB235鋼材，彈性模量Es取200 GPa，泊松比為0.3。鋼筋、鋼板屈服強度fy、抗拉強度fu均采用文獻[8]中材料強度參數實測值；螺栓采用M16、10.9S高強螺栓，螺栓屈服強度fy與抗拉強度fu分別取940 MPa與1 050 MPa[9]。文中均采用二折線模型對鋼材本構關系進行定義。

各剪力墻試件混凝土均采用C35混凝土，泊松比為0.2。混凝土立方體抗壓強度fcu實測值為38.9 MPa[8]，抗壓強度fc、抗拉強度ft及彈性模量Ec按規范[10]進行計算。文中采用混凝土塑性損傷模型(CDP模型)對混凝土材料性能進行模擬，基于張勁等[11]提出的方法計算CDP模型材料本構關系及損傷參數。

3.2 單元類型及接觸面定義

圖3 內嵌鋼框與連接件間縫隙示意圖Fig. 3 The gap between wall body and steel connector

3.3 數值模擬方法驗證

圖4 PSW-1單向加載荷載位移曲線Fig. 4 Load-displacement curve of PSW-1 under single-direction lateral load

4 模擬結果及數據分析

假定裝配式剪力墻試件PSW-1及PSW-2的加工及裝配精確(即δ=0)，在軸壓比控制為0.16的情況下對SW-1、PSW-1及PSW-2進行低周反復加載數值模擬分析，圖5為模擬所得各試件滯回曲線及骨架曲線。……