剪力墙是一种至今仍广泛采用的有效抗侧力构件,作为高层结构中的重要构件,其可视为结构的耗能减震装置。在环境保护越来越重要的今天,传统建筑业的施工方式已经不符合建筑业转型升级的需要,发展装配式建筑将成为建筑业转型升级的必然途径。并且,钢框架与钢筋混凝土剪力墙存在着延性、刚度不匹配的严重缺陷、连接节点较复杂等问题。本文针对目前现状与问题,设计了一种轻骨料-槽钢装配式组合剪力墙构件,组合剪力墙四周由槽钢进行包裹,剪力墙中央设置钢筋网,在槽钢之间浇筑轻骨料混凝土。本文详细介绍了轻骨料-槽钢装配式结构的结构形式,对轻骨料-槽钢装配式建筑的主要构件:剪力墙构件、楼板构件、屋架构件的构造方式和设计形式进行了阐述,在此基础上,介绍了各种轻骨料-槽钢构件的装配式连接方式,并建造出一栋两层轻骨料-槽钢装配式住宅予以验证。利用ANSYS有限元分析软件对轻骨料-槽钢装配式无洞和带洞剪力墙构件进行模拟,并改变了槽钢厚度、剪力墙高厚比等参数,对10个轻骨料-槽钢装配式剪力墙构件模型在循环荷载下的受力性能和滞回性能进行了系统性的分析和研究。利用SAP2000软件对轻骨料-槽钢装配式建筑整体建模,进行模态、最大静力作用、反应谱和线性时程分析。轻骨料-槽钢装配式带洞与无洞剪力墙构件的滞回曲线饱满、稳定,具有良好的耗能性能和延性,适合在一般建筑中使用。对于轻骨料-槽钢装配式无洞剪力墙,适当增加槽钢厚度可以明显提高构件的屈服荷载和极限荷载,降低结构的耗能性能,槽钢厚度过薄可能会造成在使用阶段就过早屈服;墙体厚度改变对承载力和耗能性能的改变作用较槽钢厚度改变的影响较弱,但一定范围内墙体较厚时,其承载力和耗能系数都有一定程度的提高。对于轻骨料-槽钢装配式带洞剪力墙,增加槽钢厚度对构件的屈服荷载和极限荷载的提升有限;墙体的厚度的改变对于轻骨料-槽钢装配式带洞剪力墙构件的承载力提升明显,而耗能性能上区别较小。因此,槽钢厚度为3～4mm、墙体的厚度120mm,轻骨料-槽钢装配式剪力墙构件的性能最优良。对SAP2000建立的轻骨料-槽钢装配式建筑的模型在各工况下的质量参与系数、扭转平动周期比、最大层间位移、层间位移角、剪重比等参数进行分析,各参数均满足规范要求,说明轻骨料-槽钢装配式建筑的结构形式安全可靠,剪力墙布置合理,是一种具有广阔应用前景的抗侧力构件。
