裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)動力特性研究

秦朝剛， 白國良， 徐亞洲，蘇寧粉， 吳 濤

(1. 西安建筑科技大學 土木工程學院， 西安 710055； 2. 長安大學 建筑工程學院， 西安 710061)

隨著建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，建筑構(gòu)件(部品)工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化建造模式是未來發(fā)展的一個方向，主要結(jié)構(gòu)類型包括混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)及新型結(jié)構(gòu)，而框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)是兩種常見的預制混凝土結(jié)構(gòu)體系。裝配化混凝土結(jié)構(gòu)體系此前已有研究：尹之潛等[1]進行了10層1∶5模型和14層1∶6模型的高層大板結(jié)構(gòu)振動臺試驗；那向謙等[2]研究了14層1∶15高層大板結(jié)構(gòu)抗震性能；王維等[3]進行了4層1∶4預制混凝土剪力墻隔震結(jié)構(gòu)振動臺試驗。目前，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)單元之間的連接主要有套筒灌漿連接、漿錨搭接連接和水平鋼筋整體連接方法，其鋼筋和預制墻板之間的連接性能[4]、子結(jié)構(gòu)抗震性能[5-6]等一直是研究的重點。通過合理設計(尤其是連接方式的模擬)和制作高層裝配整體式剪力墻模型結(jié)構(gòu)，用地震模擬振動臺試驗研究其抗震性能，是推進該技術(shù)應用的必要條件之一。

本文根據(jù)相似理論，基于質(zhì)量系統(tǒng)量綱推導了模型結(jié)構(gòu)的相似關系，結(jié)合振動臺性能參數(shù)，確定彈塑性模型[7]合理的相似常數(shù)；依據(jù)技術(shù)規(guī)范[8]和設計圖集[9]對剪力墻模型結(jié)構(gòu)進行了拆分設計，制作了一個12層1∶5的裝配整體式剪力墻模型結(jié)構(gòu)和一個參數(shù)相同的現(xiàn)澆剪力墻模型結(jié)構(gòu)，通過對比分析，主要研究了建造方式的改變對整體結(jié)構(gòu)性能的影響，即兩模型結(jié)構(gòu)的裂縫分布形態(tài)、破壞模式、耗能方式和動力特性等，為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的設計提供技術(shù)參考。

1 相似關系與配筋設計

1.1 相似常數(shù)確定

因振動臺本身性能參數(shù)的限制，此類抗震性能動力試驗的研究對象往往為縮尺比例的模型結(jié)構(gòu)，而模型結(jié)構(gòu)與原型結(jié)構(gòu)的相似關系及如何在模型試驗中實現(xiàn)相似關系，是模型結(jié)構(gòu)試驗研究成功的關鍵因素，張敏政[10]對地震模擬試驗中的相似關系應用的若干問題進行了探討，給出以密度、彈性模型和長度為基本量的相似關系，并對模型配重不足問題，基于等效密度提出一致相似率；周穎等[11]提出了似量綱分析法，并給出了實用設計方法。

依E. Buckingham提出的“π定理”，在動力學系統(tǒng)的全部物理量中，選取加速度a，長度L，彈性模量E三個基本量，且三者因次相互獨立，經(jīng)量綱分析，將動力學系統(tǒng)一般函數(shù)表達式經(jīng)轉(zhuǎn)換后寫成n-3個物理量組成的無因次的準數(shù)(πi)的函數(shù)式。

動力學系統(tǒng)的一般函數(shù)表達式為

f(σ,δ,P,g,ρ,c,v,t,m,a,L,E)=0

(1)

根據(jù)量綱和諧原理，在模型系統(tǒng)和原型系統(tǒng)中，有以下相似關系

(2)

式中：Ci表示相似常數(shù)，i表示各物理量；各物理量下標“m”表示模型結(jié)構(gòu)，“p”表示原型結(jié)構(gòu)。

因此，由式(2)可得動力相似體系中各相似常數(shù)之間的關系

(3)

本試驗中振動臺臺面尺寸及實驗室起吊條件決定CL=1/5合適。在加速度相似關系和彈性模量相似關系的平衡上，由相似關系知

(4)

鑒于重力加速度無法改變，盡量降低彈性模量的相似常數(shù)而保持重力不失真，通過在細石微?；炷林袇⑷脒m量石膏粉調(diào)整混凝土配合比以降低其強度和彈性模量，經(jīng)測試模型制作過程中預留棱柱體的強度和彈性模量，其相似常數(shù)近似取為：Cσ=CE=1/5，另Ca=Cg=1；根據(jù)式(4)中Ca、CL、CE與Cρ的相似關系，計算Cρ=1，與模型結(jié)構(gòu)稱重后計算結(jié)果相同，通過附加人工質(zhì)量彌補模型結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺失和活荷載。

由三個可控制基本量的相似常數(shù)計算動力系統(tǒng)中其余主要物理量相似常數(shù)，如表1所示。

表1 主要物理量相似常數(shù)

2.2 原型結(jié)構(gòu)

原型結(jié)構(gòu)為12層剪力墻結(jié)構(gòu)，層高為3 m，平面布置為非對稱的“田”形，X向兩跨跨度為4.5 m，為考慮雙向地震動作用下Y向剛度偏心對裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的影響，Y向跨度為5.5 m和3.5 m；剪力墻厚度為200 mm，連梁截面尺寸為200 mm×600 mm，板厚為120 mm。恒載1層～11層為3.7 kN/m2，頂層為5.4 kN/m2，活載為2.0 kN/m2，混凝土強度等級為C40，鋼筋選用HRB400。原型結(jié)構(gòu)抗震設計條件為抗震設防烈度為8度(0.2g)，場地類別為II類，設計地震分組為第二組，剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，經(jīng)PKPM軟件對原型結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設計。

1.3 模型材料設計

模型設計中，按照應力相似關系取混凝土強度相似常數(shù)為1/5，但是，模型中鍍鋅鐵絲代替鋼筋，其強度降低而無法與混凝土強度相匹配，在構(gòu)件層面把握相似原則，按照抗彎能力等效控制正截面承載能力，抗剪等效控制斜截面承載能力[12]。具體推導如下。

原型結(jié)構(gòu)

(5)

模型結(jié)構(gòu)

(6)

彎矩相似常數(shù)

(7)

剪力相似常數(shù)

(8)

該公式考慮了混凝土強度和鋼筋強度之間采用不同相似系數(shù)的影響，使得模型設計更加合理。原型結(jié)構(gòu)中邊緣構(gòu)件、連梁及分布鋼筋均采用HRB400級鋼筋，混凝土強度等級為C40。本次振動臺試驗模型，根據(jù)相似關系和振動臺試驗制作經(jīng)驗[13]，用鍍鋅鐵絲代替鋼筋、摻石灰的細石微?；炷链婊炷?、鍍鋅鐵絲網(wǎng)片代替分布鋼筋，鍍鋅鐵絲抗拉和抗剪強度為fyp=fyvp=300 N/mm2，經(jīng)試驗確定混凝土抗壓強度相似常數(shù)Cσ=1/5；模型結(jié)構(gòu)鍍鋅鐵絲間距按幾何相似常數(shù)縮小。則式(7)、式(8)計算鍍鋅鐵絲面積計算公式為

(9)

以剪力墻結(jié)構(gòu)暗柱(裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)后澆連接部位)配筋為例，計算模型結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆部位所需鍍鋅鐵絲面積。1220鋼筋面積對應鍍鋅鐵絲面積為保持配筋數(shù)量不變，單根鍍鋅鐵絲面積為3.02 mm2，直徑d=1.01 mm，選用12#鍍鋅鐵絲。原型結(jié)構(gòu)中所用鋼筋型號經(jīng)式(9)計算后，模型結(jié)構(gòu)所用鍍鋅鐵絲與原型結(jié)構(gòu)鋼筋對應關系，見表2。

表2 模型結(jié)構(gòu)與原型結(jié)構(gòu)配筋對比

為降低混凝土強度和彈性模型，使其相似常數(shù)為1/5，試驗前對其進行了試配，水泥為冀東普通硅酸鹽水泥P.O42.5，粗骨料為豆石，細骨料為河沙，摻合料為石膏粉，試配后配合比為水泥∶細骨料∶粗骨料∶水∶石膏粉=1∶3.64∶3.64∶0.93∶0.5，可達到要求(見表3)。

表3 細石微粒混凝土力學性能

1.4 配重設計

地震模擬振動臺試驗中，模型結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象及動力響應，相比實際地震作用下房屋的震害現(xiàn)象及響應，明顯較弱。其產(chǎn)生的原因多樣化，是綜合因素的宏觀反應，包括尺寸效應、配重不足等?？紤]振動臺承載能力，模型結(jié)構(gòu)試驗常用有人工質(zhì)量模型、欠人工質(zhì)量模型、忽略重力模型和混合相似模型，合理的配重設計，可以盡量滿足基于量綱分析的相似條件，在一定程度上可以降低誤差。

以彈性模量、加速度和長度為控制參數(shù)，根據(jù)式(3)計算和調(diào)整各相似常數(shù)，結(jié)果見表1。由于目前重力相似常數(shù)無法改變，根據(jù)相似關系Ca=Cg=1最理想，質(zhì)量相似常數(shù)Cm=1/125，原型結(jié)構(gòu)質(zhì)量為1 095 t，按相似關系模型結(jié)構(gòu)質(zhì)量為mm=Cm×mp=1/125×1 095=8.76 t，模型結(jié)構(gòu)使用非原型材料的細石微?；炷?，其彈性模量相似常數(shù)經(jīng)試驗測定為CE=1/5，密度為2 500 kg/m3，模型結(jié)構(gòu)質(zhì)量為Mm=8 t，需要添加人工質(zhì)量計算公式為

(10)

則附加人工質(zhì)量為0.76 t，附加活荷載為0.8 t，即人工質(zhì)量模型滿配重為0.76+0.8=1.76 t，包括地梁質(zhì)量，模型結(jié)構(gòu)總重13.76 t，滿足振動臺性能要求。

試驗儀器為西安建筑科技大學草堂校區(qū)三維六個自由度的振動臺系統(tǒng)(MTS生產(chǎn))：臺面尺寸4 m×4 m，最大負重為30 t；臺面最大加速度x向1.5g，y向1.0g，z向1.0g；頻率為0.1～50 Hz，數(shù)據(jù)采集為100 Hz。

2 模型結(jié)構(gòu)設計與制作

2.1 模型結(jié)構(gòu)設計

按照幾何相似關系，模型結(jié)構(gòu)層高為600 mm，總高7 560 mm，墻厚40 mm，其平面布置及幾何尺寸，如圖1所示。依裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)建造工藝對其拆分設計，拆分后結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為工廠預制的剪力墻板和現(xiàn)場澆筑的連接部位。按照剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置圖，同層預制墻板以建筑單元為單位進行拆分，現(xiàn)澆連接部位分為三種：角部外墻板連接“L”型(XJ-1)、中部內(nèi)外墻板連接“T”型(XJ-2)及內(nèi)部內(nèi)墻板連接“+”型(XJ-3)，預制墻板分為YQ-1、YQ-2和YQ-3。

圖1 裝配整體式剪力墻模型結(jié)構(gòu)平面布置圖

預制墻板中連梁LL-1、LL-2和LL-3的跨高比分別為2.5、4和1.5。預制墻板頂部伸出的縱向鋼筋穿過現(xiàn)澆樓板后連接上層預制墻板，左右側(cè)面伸出135°彎鉤的水平分布鋼筋，在現(xiàn)澆連接部位與附加箍筋一同綁扎后澆筑混凝土，形成整體連接，預制墻板含有洞口，洞口兩側(cè)為邊緣構(gòu)件。各預制墻板幾何尺寸及配筋設計，如圖2所示。

對比研究的現(xiàn)澆剪力墻模型結(jié)構(gòu)，在相似設計、材料選用、基本構(gòu)造、配重設計等方面與裝配式剪力墻模型結(jié)構(gòu)一致。兩模型結(jié)構(gòu)設計與構(gòu)造均符合《GB 50010—2010:混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》和《GB 50011—2010:建筑抗震設計規(guī)范》的要求。

2.2 預制墻板連接設計

YQ-1

YQ-2

YQ-3

預制墻板連接主要包括鋼筋連接和澆筑混凝土，鋼筋連接包括縱向鋼筋和水平鋼筋連接。對裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，預制剪力墻縱向鋼筋連接形式主要有套筒灌漿連接和漿錨搭接連接。已有研究表明，此兩種連接方式可以實現(xiàn)預制墻板同一連接區(qū)段內(nèi)100%鋼筋連接的可靠性，并能有效傳遞內(nèi)力[14-15]，且循環(huán)荷載作用下套筒灌漿連接[16]技術(shù)可以滿足JGJ107—2010要求。與現(xiàn)澆剪力墻相比，預制墻板底部坐漿連接面和套筒頂部共平面易形成水平通縫，預制墻板與后澆混凝土連接部位的接觸面易形成豎向通縫[17-18]，影響預制墻板的性能，而裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)中存在的多條豎向和水平連接縫對整體結(jié)構(gòu)的影響尚不可知。本試驗模型結(jié)構(gòu)預制墻板鋼筋連接采用套筒灌漿連接，基于此認識，用高度40 mm壁厚1 mm的毛細鋼管(內(nèi)徑×外徑=6 mm×8 mm)代替200 mm高的套筒，將相鄰層預制墻板縱向伸出鋼筋穿過毛細鋼管搭接，并用高強灌漿料灌實，在建造措施上模擬套筒灌漿連接技術(shù)，如圖3所示。

(a) 設計圖

(b) 制作圖

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆混凝土連接部分即為現(xiàn)澆連接部位，結(jié)構(gòu)包含三種現(xiàn)澆連接部位中XJ-1與XJ-2對應于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中的邊緣構(gòu)件，其配筋參數(shù)對應于相似關系換算的原型結(jié)構(gòu)，因裝配式墻板連接需要而設計預制墻板內(nèi)連接形式XJ-3。同層剪力墻水平鋼筋在現(xiàn)澆連接部位采用附加箍筋進行連接，鋼筋綁扎后澆筑混凝土，形成整體。三種現(xiàn)澆連接部位構(gòu)造及配筋設計，如圖4所示。

2.3 模型結(jié)構(gòu)制作

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于建筑構(gòu)件的建造工藝及其連接技術(shù)。針對縮尺模型結(jié)構(gòu)而言，將預制墻板進行原位預制建造，即將鍍鋅鐵絲按照設計進行綁扎并用鋼紗網(wǎng)進行區(qū)域分隔，形成預制墻板空間，之后澆筑細石微粒混凝土，成型后的預制墻板，如圖5所示；待預制墻板養(yǎng)護48 h后，再次安裝制作外模板，澆筑現(xiàn)澆連接部位和樓板混凝土。

現(xiàn)澆模型結(jié)構(gòu)建造工藝按現(xiàn)行制作流程進行。二者建造工藝流程，如圖6所示。整體模型，如圖7所示。

XJ-1

XJ-2

XJ-3

圖6 模型制作流程圖

圖7 模型整體示意圖

3 破壞現(xiàn)象

裝配整體式與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)按單雙向交替加載，依次輸入B-WSM、DZC和El-Centro三條地震波，其主方向加速度峰值為0.035g，0.07g，0.14g，0.22g，0.40g和0.62g，每次加載完成后，用加速度峰值為0.035g的白噪聲進行掃頻，獲得兩模型結(jié)構(gòu)的動力特性。整體結(jié)構(gòu)從彈性狀態(tài)逐漸進入塑性狀態(tài)，從連梁角部細微裂縫開始，逐漸形成于疊合連梁結(jié)合面、現(xiàn)澆剪力墻底部等，盡而影響兩模型結(jié)構(gòu)的地震響應。兩模型結(jié)構(gòu)主加載方向墻體裂縫分布形態(tài)，如圖8所示。

對比分析兩模型結(jié)構(gòu)最終裂縫分布形態(tài)，裝配整體式結(jié)構(gòu)裂縫主要分布在預制墻板上部的疊合連梁結(jié)合面或墻體下底面與現(xiàn)澆樓板的接觸面，呈現(xiàn)水平裂縫形態(tài)，不同剪跨比的連梁端部下方裂縫集中產(chǎn)生，最終形成塑性鉸，整體裂縫沿結(jié)構(gòu)高度方向均勻分布，最后工況時，底部第二、三層預制墻體豎向連接部位混凝土接觸面出現(xiàn)豎向微裂縫；而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展主要集中在連梁，連梁端部的裂縫隨著輸入地震波加速度峰值的增大而豐富，其中剪跨比較小的連梁主要呈現(xiàn)“X”型裂縫，裂縫核心區(qū)混凝土出現(xiàn)剝落，剪跨比較大連梁端部最終形成塑性鉸，裂縫主要集中于結(jié)構(gòu)中下部，而結(jié)構(gòu)上部裂縫形態(tài)與其彈性狀態(tài)時一致，僅連梁角部呈現(xiàn)斜向微裂縫，最后工況，連梁失效后剪力墻墻肢產(chǎn)生微裂縫。

兩模型結(jié)構(gòu)裂縫形態(tài)及分布的差異因其建造方式不同，主要為裝配整體式結(jié)構(gòu)預制剪力墻的水平裂縫，該類裂縫始于正壓力較小的疊合連梁結(jié)合面，即預制墻板水平連接部位，并逐漸向墻體內(nèi)延伸；同層預制墻板之間的豎向連接部位混凝土接觸面僅在下部出現(xiàn)微裂縫。整體分析，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的變形模式近似為彎曲型，主要是預制墻板之間的現(xiàn)澆連接約束了預制墻板，增強結(jié)構(gòu)的整體性，但其連接部位仍為結(jié)構(gòu)的薄弱部位，即建造工藝的改變引起裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫分布形態(tài)及破壞機理的差異。

4 動力特性

4.1 頻率

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和附加質(zhì)量分布基本相同，對比分析二者的頻率、剛度、阻尼比和振型等動力特性。分析模型結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)和8度設防地震作用后的幅頻特性曲線，用傳遞函數(shù)分析模型結(jié)構(gòu)各層加速度響應，各層數(shù)據(jù)計算的結(jié)構(gòu)自振頻率相同，以第12層x向和y向的幅頻特性曲線為對象分析，如圖9所示。

初始狀態(tài)的幅頻特性曲線表明，裝配整體式結(jié)構(gòu)x向和y向的自振頻率均大于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，主要由模擬鋼筋連接用的毛細鋼管灌滿高強灌漿料后，在模型結(jié)構(gòu)的初期加強縱向鋼筋連接的整體性引起；而模型結(jié)構(gòu)經(jīng)地震波能量輸入后，預制墻板連接部位存在的微裂縫[19]有一定的發(fā)展，使其x向和y向頻率下降明顯，以至小于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；隨輸入地震波加速度峰值增大，模型結(jié)構(gòu)混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫延伸，結(jié)構(gòu)的損傷逐漸累積，第12層加速度響應的幅頻特性曲線表明，兩模型結(jié)構(gòu)的頻率基本相同，相差幅度在10%以內(nèi)。裝配整體式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)x向和y向的一階頻率對比，見表4。

4.2 結(jié)構(gòu)剛度

(a) 裝配整體式結(jié)構(gòu)

(b) 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)

(a) 初始狀態(tài)(b) 8度多遇

(c) 8度設防(d) 8度罕遇

圖9 幅頻特性曲線對比

4.3 阻尼比

阻尼比是在地震作用下反映結(jié)構(gòu)能量耗散大小的指標。根據(jù)模型結(jié)構(gòu)各層x向和y向加速度的傳遞函數(shù)，用半功率帶寬法計算其阻尼比，如圖11所示。

圖10 歸一化結(jié)構(gòu)剛度

隨輸入地震作用加速度峰值的增大，輸入結(jié)構(gòu)的能量隨之增加，模型結(jié)構(gòu)的阻尼比亦隨之增大。初始階段，兩模型結(jié)構(gòu)的阻尼比約為4.2%；輸入0.035g和0.07g的地震波后，連梁角部出現(xiàn)細微裂縫，其阻尼比略有增長，約為4.5%；輸入0.14g和0.22g的地震波后，連梁角部的裂縫有所增加并延伸，阻尼比增加為5%左右；此后，加速度為0.40g，裝配整體式結(jié)構(gòu)加載主方向的預制墻板疊合連梁的結(jié)合面出現(xiàn)多條水平裂縫，連梁角部裂縫延伸，其阻尼比增加為6%，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)剪跨比較小的連梁出現(xiàn)“X”型裂縫，較大連梁端部下方裂縫集中發(fā)展，并穿過墻厚，其阻尼比為6.5%；在0.62g地震作用下，兩模型結(jié)構(gòu)已進入塑性階段，裝配整體式結(jié)構(gòu)的水平裂縫大量出現(xiàn)，并沿結(jié)構(gòu)高度方向均勻分布，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連梁端部裂縫集中發(fā)展后，第4層結(jié)構(gòu)墻體出現(xiàn)微裂縫，此時，其阻尼比增加幅度較大，裝配式結(jié)構(gòu)(MPCS)和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)(CIPS)阻尼比約為8.2%。整個加載過程，兩模型結(jié)構(gòu)阻尼比變化范圍為4.2%～8.2%，與混凝土結(jié)構(gòu)阻尼比2%～8%相一致。

但是，二者耗散能量的方式存在差異，除連梁端部塑性鉸外，裝配整體式結(jié)構(gòu)主要通過預制墻板水平連接處裂縫吸收地震能量，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)則集中由結(jié)構(gòu)薄弱部位3層～5層連梁及墻體消耗。

圖11 模型結(jié)構(gòu)阻尼比

4.4 振型

兩模型結(jié)構(gòu)各工況下的前兩階振型曲線，如圖12所示。隨輸入地震波加速度峰值的增大，其振型曲線呈現(xiàn)外凸的趨勢，其中裝配整體式結(jié)構(gòu)各工況下的振型曲線有序增加，發(fā)展平緩；而現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)振型曲線在0.035g～0.22g階段基本重合，在0.40g～0.62g時，振型曲線有明顯外凸現(xiàn)象，從二者裂縫發(fā)展歷程來看，此階段連梁端部裂縫發(fā)展充分形成塑性鉸，耗能開始轉(zhuǎn)移至單片剪力墻，使其呈現(xiàn)出微裂縫。兩模型結(jié)構(gòu)一階振型在第二層存在“反彎點”。整體分析，一階振型為主振型，呈現(xiàn)出近似的“彎曲”變形，而兩模型結(jié)構(gòu)的第二階振型曲線變化趨勢基本一致，如圖12所示。

(a) 一階振型

(b) 二階振型

5 結(jié) 論

裝配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件由現(xiàn)澆方式轉(zhuǎn)變?yōu)楣S預制構(gòu)件、現(xiàn)場連接，其建造工藝的改變影響了結(jié)構(gòu)的力學性能，本文重點對比分析了裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的裂縫形態(tài)、破壞機理、耗能方式和動力特性等，主要結(jié)論如下：

(1) 根據(jù)相似理論，選擇彈性模量、長度和加速度三個因次相互獨立的物理量，基于質(zhì)量系統(tǒng)量綱推導了動力系統(tǒng)中各物理量的相似關系，尤其是彈性模量、長度、加速度和密度之間關系，基于此，設計了裝配整體式剪力墻模型結(jié)構(gòu)，主要是預制墻板的連接技術(shù)方案，并確定了各相似常數(shù)和模型配筋。

(2) 裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)裂縫形成順序為：連梁角部裂縫→預制墻板結(jié)合面水平裂縫和連梁塑性鉸→預制墻板豎向連接部位豎向微裂縫；現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)為：連梁角部裂縫→連梁角部塑性鉸→剪力墻墻體裂縫；建造方式的差異影響兩模型結(jié)構(gòu)裂縫展開過程及形態(tài)，并影響二者能量耗散方式。

(3) 在PGA為0.035g地震波輸入后，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的頻率、剛度明顯減小，可能由連接部位混凝土接觸面的微裂縫引起，之后兩模型結(jié)構(gòu)頻率、剛度的下降趨勢基本一致。

(4) 裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的阻尼比隨PGA的增大而增加，整個加載過程中阻尼比變化范圍為4.2%～8.2%，與混凝土結(jié)構(gòu)阻尼比變化范圍相一致。

(5) 裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)的一階主振型近似呈現(xiàn)“彎曲”型，有外凸趨勢，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的變化趨勢較為平緩，而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)在最后階段顯著外凸。