第1章緒論

1.1裝配式建築發展概況2

1.1.1國外發展背景2

1.1.2國內發展背景4

1.2帶水平縫預制裝配式剪力牆連接研究現狀6

1.2.1套筒連接6

1.2.2約束漿錨連接9

1.2.3其他豎向連接12

1.3帶豎向縫預制裝配式剪力牆連接研究現狀14

1.3.1國外研究現狀14

1.3.2國內研究現狀15

1.4不同接縫預制裝配式剪力牆的連接形式16

1.4.1帶水平縫預制裝配式剪力牆16

1.4.2帶豎向縫預制裝配式剪力牆17

1.4.3帶水平和豎向縫預制裝配式剪力牆17

1.5研究內容18



第2章新型豎向漿錨連接搭接試驗和抗剪試驗

2.1新型豎向漿錨連接搭接試驗20

2.1.1構件設計和制作20

2.1.2實施方案24

2.1.3數據分析25

2.2新型豎向漿錨連接抗剪試驗28

2.2.1抗剪試驗構件設計和制作28

2.2.2實施方案31

2.2.3數據分析32

2.3結論37



第3章新型豎向漿錨連接抗剪性分析

3.1概述38

3.模型的建立39

3.2.1混凝土本構39

3.2.2鋼筋本構40

3.2選取41

3.2.4定義接觸和邊界條件41

3.2.5網格劃分42

3.3試驗結果分析結果對比分析42

3.3.1試驗破壞現像與應力雲圖對比42

3.3.2荷載位移曲線及特征值的對比44

3.參數分析45

3.4.1C30混凝土強度模型的抗剪性能對比46

3.4.2C40混凝土強度模型的抗剪性能對比47

3.4.3C50混凝土強度模型的抗剪性能對比48

3.5結論49



第4章帶水平縫預制裝配式剪力牆抗震性能試驗

4.1試驗概述50

4.1.1構件設計50

4.1.2構件制作55

4.2材料力學性能57

4.2.1鋼筋57

4.2.2混凝土58

4.3加載裝置及加載方案59

4.4測量內容及測點布置60

4.4.1鋼筋應變片布置60

4.4.2位移計布置61

4.5試驗過程62

4.5.1現澆牆62

4.5.2帶水平縫預制裝配式剪力牆64

4.6試驗結果分析69

4.6.1滯回曲線69

4.6.2骨架曲線71

4.6.3承載能力72

4.6.4各階段構件變形分析73

4.6.5延性74

4.6.6剛度退化75

4.6.7耗能能力76

4.6.8位移沿牆高分布77



第5章帶豎向縫預制裝配式剪力牆抗震性能試驗

5.1試驗概述78

5.1.1構件設計78

5.1.2構件制作79

5.2材料力學性能80

5.2.1鋼筋80

5.2.2混凝土81

5.3加載裝置及方案81

5.4測量內容及測點布置82

5.4.1鋼筋應變片布置82

5.4.2位移計布置82

5.5帶豎向縫預制裝配式剪力牆加載過程83

5.6試驗結果與分析86

5.6.1滯回曲線86

5.6.2骨架曲線87

5.6.3承載能力87

5.6.4延性88

5.6.5剛度退化88

5.6.6耗能能力89

5.6.7位移沿牆高分布90



第6章帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆抗震性能試驗

6.1試驗概述91

6.1.1構件設計91

6.1.2構件制作92

6.2材料力學性能93

6.2.1鋼筋93

6.2.2混凝土93

6.3加載裝置及方案94

6.4測量內容及測點布置94

6.4.1鋼筋應變片布置94

6.4.2位移計布置95

6.5帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆加載過程95

6.6試驗結果分析99

6.6.1滯回曲線與骨架曲線99

6.6.2位移沿牆高分布100

6.6.3破壞形態及裂縫分布100

6.6.4承載能力101

6.6.5剛度101

6.6.6變形與延性102

6.6.7耗能能力103

6.7不同連接類型的預制裝配式剪力牆試驗結果對比103

6.7.1破壞形態104

6.7.2承載力及變形能力105



第7章新型預制裝配式剪力牆的非線分析

7.1概述106

7.模型106

7.2.1ABAQUS簡介106

7.2.2材料本構107

7.2選擇109

7.2.4材料參數109

7.2.5部件裝配及分析步110

7.2.6邊界條件110

7.2.7網格劃分110

7.2.8模型簡介111

7.3帶水平縫預制裝配式剪力模擬結果115

7.4帶豎向縫預制裝配式剪力模擬結果116

7.5帶水平和豎向縫預制裝配式剪力模擬結果118

7.6誤差分析121



第8章帶水平縫預制裝配式剪力參數分析

8.1插筋長度影響122

8.1.1滯回曲線與骨架曲線123

8.1.2承載力與變形124

8.1.3剛度退化曲線125

8.1.4耗能能力125

8.2後澆帶厚度影響126

8.2.1滯回曲線與骨架曲線127

8.2.2承載力及變形128

8.2.3剛度退化曲線129

8.2.4耗能能力129

8.3剪跨比影響131

8.3.1滯回曲線與骨架曲線131

8.3.2承載力與變形131

8.3.3剛度退化曲線134

8.3.4耗能能力134



第9章帶豎向縫預制裝配式剪力參數分析

9.1配箍率影響136

9.1.1滯回曲線與骨架曲線137

9.1.2承載力與延性138

9.1.3剛度退化曲線139

9.1.4耗能能力139

9.2後澆部分配筋率影響140

9.2.1滯回曲線與骨架曲線140

9.2.2承載力與延性141

9.2.3剛度退化曲線142

9.2.4耗能能力143

9.3剪跨比影響144

9.3.1滯回曲線與骨架曲線144

9.3.2承載力與延性145

9.3.3剛度退化曲線146

9.3.4耗能能力147



第10章帶水平與豎向縫預制裝配式剪力參數分析

10.1概述149

10.2滯回曲線150

10.3骨架曲線151

10.4承載力與延性152

10.5剛度退化曲線153

10.6耗能能力154



參考文獻

裝配式住宅建築具有節能環保、工程質量好、施工周期短、工業化程度高等諸多優點，符合我國國民經濟可持續發展的要求，也符合我國大力提倡走循環經濟之路的要求。研究開發裝配式住宅體繫，對房屋由低水平的傳統建造方式轉變為現代化、工業化的制造方式，提升建築業的整體發展水平，提高住宅建設的科技含量，促進住宅產業化的不斷發展，促進建築業循環經濟的良性循環，轉變經濟發展方式，調整和優化產業結構，建立中國特色的住宅建設和消費模式，均具有深遠的意義。其中預制裝配式剪力牆結構具有較大的結構剛度、很好的承載能力和靈活的空間布置的特點，是中高層應用較多的形式之一，而預制裝配式剪力牆結構中存在較多的水平縫、豎向縫和節點，這些接縫和節點的受力性能直接影響結構的整體抗震性能。

本書提出了帶豎向縫、水平縫及豎向和水平縫同時存在的預制裝配式剪力牆新型連接設計方案。針對新型連接構造中鋼筋的錨固性能進行了試驗研究，確定了可以保證牆體連接可靠性的鋼筋搭接長度限值。隨後對帶水平縫預制裝配式剪力牆的結合面抗剪性能進行了試驗，得到不利結合面的破壞模式、承載力和荷載滑移曲線，采軟件ABAQUS分析了不同混凝土強度等級對預制裝配式剪力牆結合面抗剪性能的影響，提出了預制裝配式牆體結合面的工程設計建議。

本書簡要介紹了帶豎向縫、水平縫及帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆的構件設計和制作過程；詳細說明了擬靜力加載試驗方案、試驗過程和試驗結果；分析了主要參數對不同接縫形式下預制裝配式剪力牆的破壞過程、破壞特征、滯回性能、承載力、剛度、延性等影響；驗證了本書提出的帶豎向縫、水平縫及帶豎向和水平縫的預制裝配式剪力牆均滿足我國抗震要求，給出了不同接縫形式的預制裝配式剪力牆在抗震性能方面的優越性，並提出相應的構造設計。

本書提出了帶水平縫預制裝配式剪力牆和帶豎向縫預制裝配式剪力牆的優化方案；利用ABAQU軟件對帶水平縫預制裝配式剪力牆在插筋長度、後澆帶厚度和剪跨比等參數變化下的抗震性能進行了分析；又對牆體配筋率、後澆部分配筋率和剪跨比等參數對帶豎向縫預制裝配式剪力牆的抗震性能進行了研究；將帶水平縫預制裝配式剪力牆和帶豎向縫預制裝配式剪力牆優化後的參數應用於同時具有豎向和水平縫的預制裝配式剪力牆中，並對其滯回曲線、骨架曲線、承載力、延性、剛度退化曲線和耗能能力進行了分析。

本書總結了筆者近年的研究工作成果，注重前後章節的邏輯性和連貫性，力求將研究方法和研究內容講解清晰明了，便於讀者閱讀和理解。全書共分10章，繫統介紹了帶水平縫預制裝配式剪力牆、帶豎向縫預制裝配式剪力牆及帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆的抗震性能3方面的研究成果。第1章詳細介紹了國內外關於裝配式建築、帶水平縫預制裝配式剪力牆、帶豎向縫預制裝配式剪力牆及帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆的研究進展，提出了帶不同縫的預制裝配式剪力牆新型連接設計，介紹了本書的研究內容。第2章對新型連接構造中鋼筋的錨固性能和預制裝配式剪力牆結合面的抗剪性能進行了試驗研究。第3章基於ABAQUS軟件對不同混凝土強度等級的預制裝配式剪力牆結合面的抗剪性能進行了數值模擬。第4章對帶水平縫預制裝配式剪力牆抗震性能進行了試驗研究。第5章對帶豎向縫預制裝配式剪力牆抗震性能進行了試驗研究。第6章對帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆抗震性能進行了試驗研究。第7章利軟件對帶水平縫、帶豎向縫及帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆進行模型驗證。第8章通軟件分析插筋長度、後澆帶厚度、剪跨比對帶水平縫預制裝配式剪力牆抗震性能的影響。第9章通軟件分析牆體配箍率、後澆部分配筋率、剪跨比對帶豎向縫預制裝配式剪力牆抗震性能的影響。第10章利軟件對帶水平縫預制裝配式剪力牆和帶豎向縫預制裝配式剪力牆優化後的參數應用於帶豎向和水平縫預制裝配式剪力牆進行抗震分析。

本書的研究項目是在中國航天建設集團科研項目、瀋陽市科技局項目的資助下完成的，在編寫過程中參考了已公開發表的文獻資料和相關書籍的部分內容，並得到了許多專家和朋友的幫助，在此表示衷心感謝。尤其感謝中國航天建設集團有限公司王東輝先生在研究過程中的大力支持。

本書是課題組對預制裝配式剪力牆結構連接關鍵技術、接縫設計、抗震性能研究工作的總結。在課題研究中，研究生翟宇、張岩、曹茜茜、李傑、李姍珊完成試驗和參數分析工作，李禹東、於瀾、王楠、高琪、楊振宇、王奕月協助作者完成大量數據處理及分析工作，李姍珊參與本書的文字修改工作，他們均對本書的完成做出了重要貢獻。筆者在此對他們的辛勤勞動和對本書面世所作的貢獻表示誠摯的謝意。

由於本書在諸多方面作了改革和探索，同時限於筆者水平，書中難免存在不足之處，懇請廣大讀者批評指正！



著者

2020年9月