关键词：钢筋套筒灌浆连接；低周往复力；有限元模拟；套筒钢筋连接本构关系
前言
我国主要以现场进行现浇混凝土为主的施工方法[1]，该方法无法保证现场施工条件，劳动力缺口极大[2]，预制装配式结构可有效弥补传统建筑的不足。钱稼茹[3]已完成钢筋套筒灌浆连接剪力墙结构的抗震性能试验研究，余琼[4]以钢筋套筒灌浆搭接为研究对象，对往复荷载作用下剪力墙进行了拟静力试验研究。国内学者已对钢筋套筒连接剪力墙进行了试验和研究，但大多数钢筋套筒灌浆竖向构件的做法略复杂，基于此，笔者通过整体模拟钢筋套筒灌浆竖向构件来完成对装配式剪力墙竖向节点的研究，缩减有限元分析研究的时间成本。
1有限元模型建立
1.1尺寸及模型建立
为研究装配式剪力墙和传统现浇剪力墙的抗震性能之间的差异，首先对文献[5]里的试验进行验证，采用ABAQUS软件建立现浇剪力墙数值模型和钢筋套筒连接剪力墙模型。
1.2材料参数及本构关系
混凝土采用C3D8R实体单元，钢筋采用T3D2单元，泊松比为0.3，钢筋本构关系采用双折线模型，混凝土本构采用CDP模型，混凝土应力-应变关系根据文献[6]提出的模型输入。重庆大学的李骥天学者[7]在研究装配式结构的半灌浆套筒单向拉伸试验中，将15根不同直径连接的钢筋半灌浆套筒连接件的单向拉伸试验的荷载-伸长（）关系曲线，通过公式和处理可得到等效的应力应变关曲线。通过试验数据处理可得到本构关系曲线图，并简化成三折线图。通过SPSS对试验数据进行统计回归分析并给出半灌浆套筒连接的本构关系式：
（1）
（2）
（3）
应变计算式如下：
（4）
（5）
（6）.png)
其中L3为灌浆段的长度，为钢筋屈服应变。
1.3边界约束和相互作用关系确定
1.3.1完成边界约束设置
在梁顶部设置一个耦合点RP1与梁顶面进行耦合，现浇剪力墙和装配式剪力墙底梁均采用完全固定，约束加在底梁底面，并限制剪力墙的平面外转动。
1.3.2完成相互作用选择
钢筋和套筒灌浆件Embed到混凝土中，剪力墙和加载梁选择Tie连接，剪力墙和底梁之间选择Tie连接。
2有限元结果验证及对比分析
2.1有限元结果验证
图1(a)、(b)中有限元分析的滞回曲线和试验数据基本一致。图1(c)、(d)为有限元分析的骨架曲线和试验数据对比，开裂前期刚度一致。峰值荷载基本接近，上升和下降段趋势相同，模拟与试验曲线具有较高吻合度。
2.2对比分析
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（a）SW1滞回曲线对比 （b）TW1滞回曲线对比
由图1(a)知，有限元分析得到的曲线分别由弹性段、屈服阶段及下降阶段构成，模拟得到最大承载力为365kN，试验数据为362kN，误差在0。8%，极限位移误差在2%。图1(b)是装配式剪力墙数值模拟和试验数据对比。试验最大承载力为346kN，模拟为336kN，误差在3%。
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（c）SW1骨架曲线对比 （d）TW1骨架曲线对比
图1两种剪力墙试验和模拟的滞回曲线、骨架曲线对比图
3结论
优化过的钢筋套筒灌浆竖向构件模拟结果与试验结果吻合良好，模拟结果更符合剪力墙的受力特征，建议考虑本文提供的方法模拟钢筋套筒灌浆竖向构件。
参考文献：
[1]韦玮.全预制装配式混凝土结构节点研究[D].东北大学，2014.
[2]牛建宏.中国节能减排系列报道建筑——最大能耗“黑洞”[J].中国经济周刊，2007(41):16-22.
[3]钱稼茹，韩文龙，赵作周，秦珩，张芸，于劲，马涛，田东.钢筋套筒灌浆连接装配式剪力墙结构三层足尺模型子结构拟动力试验[J].建筑结构学报，2017，38(03):26-38.
[4]余琼，孙佳秋，许雪静，方永青.钢筋套筒灌浆搭接连接的预制剪力墙抗震试验[J].同济大学学报(自然科学版)，2018，46(10):1348-1359+1373.
[5]彭媛媛.预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究[D].清华大学，2010.
[6]中华人民共和国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010—2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[7]李骥天.装配式结构中半灌浆套筒钢筋连接的本构关系研究[D].重庆大学，2016.
作者简介：李阳（1994—），性别:女，硕士，主要从事装配式建筑结构研究。
论文作者:李阳
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2020/4/3
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