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键槽装配式拼缝受剪性能试验研究与理论分析

王维 李爱群 王星星

王维, 李爱群, 王星星. 键槽装配式拼缝受剪性能试验研究与理论分析[J]. 工程力学, 2023, 40(2): 47-55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2021.08.0667
引用本文: 王维, 李爱群, 王星星. 键槽装配式拼缝受剪性能试验研究与理论分析[J]. 工程力学, 2023, 40(2): 47-55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2021.08.0667
WANG Wei, LI Ai-qun, WANG Xing-xing. EXPERIMENTAL RESEARCH AND THEORETICAL ANALYSIS OF POLYGON-KEY ASSEMBLY CONNECTION[J]. Engineering Mechanics, 2023, 40(2): 47-55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2021.08.0667
Citation: WANG Wei, LI Ai-qun, WANG Xing-xing. EXPERIMENTAL RESEARCH AND THEORETICAL ANALYSIS OF POLYGON-KEY ASSEMBLY CONNECTION[J]. Engineering Mechanics, 2023, 40(2): 47-55. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2021.08.0667

键槽装配式拼缝受剪性能试验研究与理论分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2021.08.0667
基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFC0703600);国家自然科学基金项目(51708257,51708258)
详细信息
    作者简介:

    王 维(1985−),男,江苏南通人,讲师,博士,主要从事装配式结构减隔震研究(E-mail: wangweidimias@sina.com)

    王星星(1986−),女,江苏连云港人,副教授,博士,主要从事轻钢结构研究(E-mail: wangxingxing1288@126.com)

    通讯作者:

    李爱群(1962−),男,湖南耒阳人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震及健康监测研究(E-mail: aiqunli@seu.edu.cn)

  • 中图分类号: TU375

EXPERIMENTAL RESEARCH AND THEORETICAL ANALYSIS OF POLYGON-KEY ASSEMBLY CONNECTION

  • 摘要: 为了提高装配式RC剪力墙结构中装配式拼缝的受剪性能,提出新型键槽装配式拼缝。开展键槽装配式拼缝的受剪性能试验研究,研究不同的键槽倾角、键槽高度和轴压比对其承载力和刚度的影响,进而揭示其失效破坏模式。在此基础上,对键槽装配式拼缝的受力性能进行理论分析,推导其相应的承载力计算理论公式,并利用试验结果对理论分析结果的有效性进行验证。研究结果表明,键槽的设置能够有效提高装配式拼缝的抗剪承载力,与平行装配式拼缝相比,键槽装配式拼缝的峰值荷载提高百分比大于15%。当键槽倾角在45° ~ 90°范围内时,键槽可以有效提高键槽装配式拼缝的峰值荷载,且设置不同键槽倾角的键槽装配式拼缝的峰值荷载相差不多。随着键槽高度的增大,键槽装配式拼缝的开裂荷载和峰值荷载均略有提高,当键槽高度在5 cm ~ 7 cm范围内时,键槽装配式拼缝的峰值荷载相差不多。随着轴压比的增加,键槽装配式拼缝的峰值荷载逐渐增加。基于剪切-摩擦理论建立的键槽装配式拼缝峰值荷载的计算公式,理论公式计算值和试验值吻合较好。
  • 图  1  键槽装配式拼缝示意图

    Figure  1.  Diagram of polygon-key assembly connection

    2  试件的配筋及尺寸

    2.  Reinforcements and dimensions of specimens

    图  3  试件装配图

    Figure  3.  Assembly of Specimen

    图  4  试验安装图

    Figure  4.  Test installation diagram

    图  5  试件的破坏模式

    Figure  5.  Failure modes of specimens

    图  6  键槽拼缝破坏模式示意图

    Figure  6.  Diagram of failure mode of polygon-key assembly connection

    图  7  荷载-位移曲线

    Figure  7.  Load-displacement curves

    图  8  键槽装配式拼缝的峰值荷载解构

    Figure  8.  Composition of polygon-key assembly connection’s peak load

    表  1  试件的构造参数

    Table  1.   Parameters of specimens

    编号类型键槽倾角
    α/(°)
    键槽高度
    h/mm
    轴压比
    S1平行装配式拼缝000.1
    S2键槽装配式拼缝45500.1
    S3键槽装配式拼缝60500.1
    S4键槽装配式拼缝90500.1
    S5键槽装配式拼缝60300.1
    S6键槽装配式拼缝60700.1
    S7键槽装配式拼缝60500.2
    S8键槽装配式拼缝60500.3
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    表  2  钢筋的力学性能

    Table  2.   Mechanical properties of rebars

    型号屈服强度
    fy/MPa
    极限强度
    fu/MPa
    弹性模量
    E/(×105 Pa)
    伸长率
    δ/(%)
    ψ83524292.0118
    ψ123614562.0120
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    表  3  试件破坏特征参数

    Table  3.   Characteristic parameters of specimens’ failure mode

    试件编号剩余键槽高度
    a/mm
    键槽破坏角度
    θ/(°)
    S1
    S215.240
    S314.844
    S414.945
    S5
    S615.544
    S715.240
    S815.039
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    表  4  试件特征点参数值

    Table  4.   Parameters of characteristic points

    编号开裂位移
    Δcr/mm
    开裂荷载
    Fcr/kN
    峰值位移
    Δp/mm
    峰值荷载
    Fp/kN
    S10.1860.122.5472.70
    S20.2360.872.3483.36
    S30.2761.282.6284.18
    S40.3061.342.9784.70
    S50.2560.912.5979.56
    S60.1462.622.0285.52
    S70.21111.821.60136.83
    S80.31156.751.27179.59
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    表  5  抗剪承载力计算值和试验值对比

    Table  5.   Comparison of bearing capacity between calculated and test results

    试件计算值/kN试验值/kN计算值/试验值
    S177.2172.701.06
    S288.5584.701.05
    S386.3084.181.03
    S485.9283.361.03
    S577.2179.560.97
    S690.1385.521.05
    S7129.99136.830.95
    S8172.60179.590.96
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-27
  • 录用日期:  2022-02-28
  • 修回日期:  2022-01-22
  • 网络出版日期:  2022-02-28
  • 刊出日期:  2023-02-01

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