厚墙厚板钢筋混凝土箱形剪力墙结构中内部墙板节点扭矩的评估

《Advances in Structural Engineering》：Evaluation on torsional moment of interior wall-slab joints in reinforced concrete box-shaped wall structures with thick wall and slab

　　

摘要

准确评估墙-板节点的扭转抗力对于评估厚墙厚板钢筋混凝土箱形墙结构（TWS结构）的冲切抗剪安全性至关重要，尤其是在地震荷载作用下。然而，由于TWS节点具有完全不同的墙体几何形状和配筋构造，传统板-柱连接的设计方法无法直接推广至TWS节点。本研究基于纳岱沙土堆类比法，建立了一个实用的框架，用于评估内部TWS墙-板节点在损伤极限状态下的扭矩以及节点的扭转承载力。研究采用三维非线性有限元模型，并通过现有试验结果进行了验证，以分离局部扭转响应并研究墙体长度和板横向配筋的影响。结果表明，纳岱沙土堆类比法为评估厚墙-板节点的扭转抗力提供了合理的基础。对于代表性的500毫米墙长模型，损伤极限状态下的扭矩分别为7.72 kN·m（无板横向配筋）和7.74 kN·m（有板横向配筋），表明在显著开裂之前横向配筋影响甚微。相比之下，相应节点的扭转承载力从16.62 kN·m增加至30.10 kN·m，加入横向配筋后约提升了81%。因此，开裂后配筋通过配筋约束、裂缝桥接、剪应力传递重分布以及销栓作用机制的综合作用，显著提高了节点的扭转承载力和变形能力。简化的局部销栓力分量约占所研究模型承载力提升量的5.65%–12.93%，表明配筋贡献不能仅由销栓作用来代表。涵盖墙长-厚度比${\mathit{l}}_{\mathit{w}}/?{\mathit{t}}_{\mathit{w}}$为2.29–9.14的参数分析进一步揭示了修正系数$\mathit{\alpha }$对墙体几何形状的显著依赖性，且在损伤极限状态和极限状态下、以及有和无横向配筋的节点之间呈现出截然不同的趋势。基于上述结果，提出了用于$\mathit{\alpha }$的简化线性关系式，可直接纳入扭转抗力计算公式。该框架将沙土堆类比法推广至厚墙-板节点，并为所研究参数范围内及TWS结构容许应力设计框架中的节点扭转评估提供了合理的依据。

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