基于超高性能混凝土（UHPC）连接的核电厂房现浇剪力墙-预制板节点受力性能分析

汪勋; 郭东利; 王璇璇; 江佳斐; 薛伟辰

doi:10.3724/j.gyjzG26020904

基于超高性能混凝土（UHPC）连接的核电厂房现浇剪力墙-预制板节点受力性能分析

doi: 10.3724/j.gyjzG26020904

1. 同济大学土木工程学院, 上海 200092;
2. 中核国电漳州能源有限公司, 福建漳州 363309;
3. 中国核工业二四建设有限公司, 四川绵阳 621000

基金项目:

漳州核电铁铝酸盐水泥模块化建造关键技术及装备研发与示范项目模拟厂房（YWA2GY-25002102-000）。

详细信息

作者简介:
汪勋，博士研究生，主要从事绿色高性能材料及预制混凝土结构方面的研究，xunwang@tongji.edu.cn。

通讯作者:
薛伟辰，博士，教授，主要从事预制混凝土结构、预应力混凝土结构及FRP筋混凝土结构等方面的研究，xuewc@tongji.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2026-02-09
- 网络出版日期: 2026-04-11
- 刊出日期: 2026-02-20

Mechanical Performance Analysis of Cast-in-Place Shear Wall-Precast Slab Joints Connected by Ultra-High Performance Concrete （UHPC） in Nuclear Powers Plants

1. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2. CNNP Guodian Zhangzhou Energy Co., Ltd., Zhangzhou 363309, China;
3. China Nuclear Industry No. 24 Construction Co., Ltd., Mianyang 621000, China

摘要

摘要: 核电厂房大多采用由剪力墙和楼板组成的墙板结构。目前，其施工工艺多为基于现场浇筑的开顶法，导致建设周期较长。此外，核电厂墙板结构在节点区域钢筋直径大且密集，混凝土浇筑质量不易控制。针对上述问题，提出了基于超高性能混凝土（UHPC）连接现浇剪力墙-预制板节点方案。在课题组前期开展的墙板节点抗震试验基础上，采用商用软件ABAQUS建立了该节点的非线性有限元模型。数值分析结果与试验结果吻合良好，承载力相比误差小于5%。在此基础上开展有限元多参数分析，研究轴压比（0.1、0.2、0.3）与预制板配筋率（0.75%、0.95%、1.15%）对节点破坏模式、极限承载力和初始刚度的影响规律。研究结果表明：所有节点模型均发生板端受弯破坏；轴压比增加将提高试件极限承载力，当预制板配筋率为0.95%时，随着轴压比从0.1增加到0.2和0.3，试件极限承载力分别提升6.53%和16.34%，而对初始刚度的影响较小（小于1%）；当轴压比为0.2时，随着预制板配筋率从0.75%增加到0.95%和1.15%，试件的极限承载力分别提升5.81%和15.15%，初始刚度提高2.69%和5.61%。总体上，该节点初始刚度变化较小，其模拟承载力与现浇节点理论值的偏差小于15%，表明其力学性能良好。
- 核电厂房 /
- 墙板节点 /
- UHPC连接 /
- 有限元分析 /
- 承载力 /
- 初始刚度
Abstract: Nuclear power plant buildings commonly adopt wall-slab structural systems composed of shear walls and floor slabs， which are typically constructed using the cast-in-place open-top method， resulting in long construction periods. Moreover， wall-slab joints are characterized by large-diameter and densely arranged reinforcement， making it difficult to control the quality of concrete casting. To address these issues， a joint connecting cast-in-place shear walls and precast slabs using ultra-high-performance concrete （UHPC） is proposed. Based on previous seismic tests， a nonlinear finite element model of the joint was established in ABAQUS and validated against experimental results， with bearing capacity discrepancies of less than 5%. A parametric finite element study was then conducted to examine the effects of axial compression ratio （0.1， 0.2， 0.3） and precast slab reinforcement ratio （0.75%， 0.95%， 1.15%） on the failure mode， ultimate bearing capacity， and initial stiffness. All joint models exhibited flexural failure at the slab ends. Increasing the axial compression ratio enhanced the ultimate bearing capacity， while its influence on initial stiffness was negligible （<1%）. When the precast slab reinforcement ratio was 0.95%， increasing the axial compression ratio from 0.1 to 0.2 and 0.3 increased the ultimate bearing capacity by 6.53% and 16.34%， respectively. At an axial compression ratio of 0.2， increasing the precast slab reinforcement ratio from 0.75% to 0.95% and 1.15% increased the ultimate bearing capacity by 5.81% and 15.15%， and the initial stiffness by 2.69% and 5.61%， respectively. Overall， the initial stiffness varied slightly， and the simulated bearing capacity differed from the theoretical values for cast-in-place joints by less than 15%， indicating favorable mechanical properties.
- nuclear power plants /
- wall-slab joints /
- UHPC connections /
- finite element analysis /
- bearing capacity /
- initial stiffness

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