轻型装配式重组竹墙板抗震性能试验和数值研究

摘要

本文提出一种轻型装配式重组竹墙板，该墙板不仅能充分发挥出重组竹材料轻质高强的特性，还兼具绿色低碳低能耗的优点，连接方式便捷可靠使其适用于装配式建筑。共设计制作6组装配式重组竹墙板，对其抗震性能进行研究，分析重组竹墙板竖向接缝形式、竖缝螺栓连接数量、开洞与否和覆面板厚度等变量对重组竹墙板破坏形态、抗剪强度、极限位移、屈服荷载、屈服位移和耗能等结果的影响。试验结果表明：1）重组竹墙板竖缝采用两颗螺栓相比于竖缝采用4颗螺栓的单位抗剪强度提降低10%，增加螺栓数量可更有效地限制墙板之间的相对滑移，减少局部应力集中，从而提高整体结构的刚度和抗剪能力，增强连接的承载能力；2）重组竹墙板采用20 mm厚覆面板的单位能耗比采用10 mm厚覆面板的试件提升了18.80%,20 mm厚的覆面板具有更好的塑性变形能力，能够在不发生破坏的情况下，通过材料的塑性变形吸收更多能量，同时避免自攻螺钉过早失效，从而提高墙板的耗能能力。其次，试验结合数字图像相关性（DIC）技术，对轻型装配式重组竹墙板中的覆面板损伤演化进行研究，给出覆面板损伤的发展规律，发现增加覆面板厚度能够显著提高结构的耐损伤能力，限制损伤的扩展，从而增强整体结构的稳定性和安全性。最后，通过ABAQUS软件对墙板进行参数化分析，扩展研究边缘钉间距及横撑数量对墙板抗震性能的影响规律；有限元分析结果表明，边缘钉间距对模型承载力的影响较为显著，横撑数量对模型位移的影响也较为显著。

关键词

重组竹墙板 / 抗震性能 / DIC / 有限元分析