目前我国多高层住宅建筑多采用现浇混凝土剪力墙结构形式,随着经济以及房地产业的蓬勃发展,这种结构体系存在着工业化产的程度不高、结构施工后建筑产品质量得不到保证以及在施工过程中会浪费大量原材料、现场施工条件复杂等缺点逐渐显现。本文提出了一种预制预应力剪力墙结构体系,即采用后张预应力钢筋将预制剪力墙墙体进行相互连接成为一个整体结构。该体系墙体许多性能可以得到改善,例如：抗裂性、结构的整体性以及抗侧刚度,相比于现浇结构优势较为明显。为了研究这种结构体系的抗震性能特点,对该结构体系中的典型截面形式的墙肢,例如：一字形、T字形、双肢形预制墙体进行了深入的研究,并与同截面形式的现浇墙体进行对比,分析了预制预应力剪力墙的抗震性能。同时建立了一个十五层的预制预应力剪力墙模型研究其地震作用下的动力反应,主要内容为以下几个方面：(1)通过前期制作的三种不同截面类型的预制预应力混凝土剪力墙试验模型所得到的试验结果的基础上,采用ABAQUS软件对试验模型试件进行模拟低周反复水平加载试验。模拟结果表明：其破坏主要集中在墙体与底座固定梁的结合部位处以及墙体与墙体之间连梁的结合处,这些部位都是结构的薄弱部位,所得模拟结果与前期试验结果一致。(2)对混凝上强度等级在C30-C45范围内以及轴压比在0.1～0.5范围内预制预应力剪力墙模型进行了单调水平荷载作用下的全过程弹塑性模拟分析。计算结果表明：随着混凝土强度等级的提高三种不同截面类型试件的极限荷载增加、荷载位移曲线的斜率逐渐增大从而反映出试件的刚度增大开裂荷载也变大,同时试件荷载位移曲线的峰值点后移且极限荷载的增长速率变缓,T形截面形式的荷载位移曲线的下降段较其他两种截面形式明显；随着轴压比的增加不同截面类型的墙体荷载位移曲线呈现先增大后减小的变化趋势。当轴压比在一定范围内增加时,轴压力可以降低混凝土和钢筋的主拉应力,从而推迟了裂缝出现和裂缝宽度的增大而当轴压比过大时,反而会削弱墙体的抗剪能力。当轴压比为0.4时试件基本达到最大承载力,当轴压比为0.5时试件的承载力没有增加并呈现下降的趋势,故建议控制墙体的最大轴压比限制为0.4以内。(3)通过简化分析并采用SAP2000软件对一典型户型的十五层预制预应力剪力墙结构模型进行地震作用下的动力反应。分别采用振型分解的反应谱法和时程分析法求得结构在地震作用下的楼层最大位移以及层间位移角。计算结果表明：在此类结构布置和层数下,结构层间位移角的最大值未超过规范对剪力墙结构结构最大层间位移角的限值规定。在所选择的E1、Taft、Lan4-2三种地震波作用下,结构楼层的最大位移、最大层间位移角和基底剪力差距较大,其中在Taft波的作用下该结构的动力反应最为明显达到1/122,接近规范关于剪力墙结构最大层间位移角1/120的限值。楼层最大层间位移角随层数的变化趋势：先增大后减小,在中间某一楼层达到层间位移角的最大值。对该结构输入地震波后,通过查看层间位移角的变化可以发现结构侧向刚度突变的部位和突变的程度,本结构在X向地震波下层间位移图形呈现明显的“手指”状,说明该结构的第四层侧向刚度有突变,设计时应采取加强措施。
