摘 要

根据国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见，国务院常务会议部署决定大力发展装配式建筑。在此背景之下，国内大量关于装配式结构节点性能的研究正在如火如荼的进行。

本文以东南大学朱张峰博士的预制装配式剪力墙结构墙板节点抗震性能研究^[27]的实验为基础，采用ABAQUS有限元软件建立了现浇混凝土墙板节点模型和预制装配式混凝土墙板节点模型，验证了模型的准确性，并对两类模型的骨架曲线及钢筋受力机理进行比较分析。得出预制装配式混凝土墙板节点由于有连接钢筋的存在，其配筋率增大，承载性能也随之增大，同时节点主要受力钢筋由楼板受力筋变为连接钢筋的结论。

此外，本文以建立的预制装配式混凝土墙板节点模型为原型，探究了各参数对节点抗震性能的影响。最终得出剪力墙的轴压比对节点抗震性能影响不大，连接钢筋的直径及强度的提升会明显增强节点抗震性能，楼板受力筋配筋率的增大对节点抗震性能仅有较小增强的结论。

关键词：装配式混凝土结构 墙板节点 抗震性能 有限元分析 数值模拟

Abstract

According to the guidance of the General Office of the State Council on developing the prefabricated structure vigorously, State Council executive meeting decided to develop the prefabricated structure vigorously.Under this circumstance, a large number of researches about the performance of joint of prefabricated structure are being conducted.

In this paper we establish a cast-in-situ concrete wall-slab joint model and a prefabricated concrete wall-slab joint on the basis of seismic performance research on wall-slab joints of new precast concrete shear wall structure^[27] and verify the accuracy of these two models. Then we compare and analyze the skeleton curve and the mechanism of reinforcement. We conclude that because of the existence of connect reinforcement,with the improvement of reinforcement ratio,the bearing capacity of the prefabricated concrete wall-slab joint improves,too.At the same time,the connect reinforcement bears the main force compared with the slab stress bar.

Besides，we take the prefabricated concrete wall-slab joint as a prototype to explore the influence of the parameters on the seismic performance of the joint.At last,we have the following conclusions.The axial compression ratio of shear wall has no influence on the seismic performance of the joint.With the improvement of diameter and strength of connect reinforcement,the seismic performance of the joint improves obviously.

Keywords：prefabricated concrete structure；wall-slab joint；seismic performance；finite element analysis；numerical simulation

目录

第1章 绪论 1

1.1 背景 1

1.2 装配式混凝土结构的国内外研究现状与发展 2

1.3 装配式混凝土剪力墙结构的国内外研究现状 3

1.4 装配式混凝土结构节点性能的国内外研究现状 4

1.5 本文的研究内容及目的 6

第2章 ABAQUS有限元模型的建立与验证 8

2.1 有限元方法的介绍 8

2.2 ABAQUS有限元软件的介绍 9

2.3 现浇混凝土墙板节点有限元模型的建立 10

2.3.1 单元类型的选择 11

2.3.2 混凝土本构关系模型的建立 12

2.3.2.1 本构模型的选择 12

2.3.2.2 本构关系的建立 12

2.3.2.3 损伤因子的计算 16

2.3.2.4 模型采用的相关数据 16

2.3.3 钢筋本构关系模型的建立 21

2.3.4 钢筋混凝土结构模型的选择 22

2.3.5 边界条件及加载制度的模拟 23

2.3.6 网格的划分 25

2.4 现浇混凝土墙板节点有限元模型的验证 26

2.4.1 破坏形态 26

2.4.2 骨架曲线 27

2.4.2.1 屈服位移与屈服荷载的确定 27

2.4.2.2 极限位移与极限荷载的确定 30

2.4.2.3 延性系数的计算 30

2.4.2.4 骨架曲线的分析验证 30

2.5 预制装配式混凝土墙板节点有限元模型的建立 32

2.5.1 剪力墙与叠合板接触面的接触模拟 34

2.5.2 预制板与现浇板叠合面的接触模拟 35

2.6 预制装配式混凝土墙板节点有限元模型的验证 36

2.6.1 破坏形态 36

2.6.2 骨架曲线 36

2.6.2.1 屈服位移与屈服荷载的确定 36

2.6.2.2 极限位移与极限荷载的确定 37

2.6.2.3 骨架曲线的分析验证 37

2.7 现浇与预制装配式混凝土墙板节点模型对比分析 38

2.7.1 骨架曲线 39

2.7.2 钢筋受力机理 40

2.8 本章小结 42

第3章 模型的参数分析 43

3.1 各参数对预制装配式混凝土墙板节点性能的影响 43

3.1.1 剪力墙轴压比的影响 43

3.1.1.1 滞回曲线与骨架曲线 43

3.1.1.2 耗能能力 44

3.1.1.3 承载性能 47

3.1.2 连接钢筋直径的影响 48

3.1.2.1 滞回曲线与骨架曲线 48

3.1.2.2 耗能能力 49

3.1.2.3 承载性能 51

3.1.3 连接钢筋强度的影响 52

3.1.3.1 滞回曲线与骨架曲线 52

3.1.3.2 耗能能力 53

3.1.3.3 承载性能 55

3.1.4 楼板受力筋配筋率的影响 56

3.1.4.1 滞回曲线与骨架曲线 56

3.1.4.2 耗能能力 57

3.1.4.3 承载性能 59

3.2 本章小结 60

第4章 结论与展望 61

4.1 结论 61

4.2 展望 61

参考文献 63

致谢 66