新型钢筋混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 6期 (总 第2 6 0 期 ) Nu mb e r 6i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 0 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 T HEORETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 6 0 0 5 新型钢筋混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究 魏威 1 l 2 。叶燕华 ,王滋军 。刘伟庆 ,孙仁楼 ( 1 南京工业大学 土木工程学院 ,江苏 南京 2 1 0 0 0 9 ;2 江苏省绿色建筑工程技术研 究中心 ,江苏 南京
2、2 1 0 0 0 9 ) 摘要: 进行了2 榀新型叠合剪力墙的低周反复试验, 研究了叠合剪力墙的破坏形态、 滞回特性、 变形能力、 刚度退化、 耗能能力。 试验结 果表明, 剪式支架能够较好的连接两侧预制板, 并使其与现浇层协同工作, 保证叠合剪力墙的整体工作性能。 关键词 : 叠合剪力墙 ;低周反复荷载试验 ;抗震性 能 中图分类号: T U5 2 8 5 7 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 1 5 0 4 E xpe r i men t al s t ud y on s e i s mi c be ha v i
3、 or o f ne w RC c ompo s i t e s he a r wal l s WE IWe i , Y EY a n - h u a , WA NGZ i -j u n 1 ,2 L I UWe i q i n g 一 , S U NR e n l o u ( 1 C o l l e g e o f Civ il E n g i n e e ri n g , N a n j i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Na n j i n g 2 1 0 0 0 9 , C h i n a 2 Gr e e n B
4、u i l d i n gR e s e a r c hC e n t e r , N a n j i n g2 1 0 0 0 9 , C h i n a ) Abs t r a c t : Two s p e c i me n s o fn e w RC c o mp o s i t e s h e a r wa l l s we r e t e s t e d u n d e r l o w c y c l e r e v e rse d l o a d i n t hi s p a p e r Se i s mi c b e ha v i o rs s u c h a s f a i
5、l u r e pa t t e r n, h y s t e r e t i c c h ara c t e r i s t i c s , d i s p l a c e me n t d u c t i l i ty, rig i d i ty d e g e n e r a t i o n, e n e r gy d i s s i p a t i o n we r e i n v e s t i g a t e d T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e b o t h s i d e s o f t h e p r e f
6、 a bri c a t e d p a n e l s C a ll b e b e t t e r c o n n e c t e d a n d wo r k wi t h the c a s t - i n -p l a c e c o n c r e t e b y s t e e l ba r t r u s s wh i c h C an e n s u r e t h e i n t e g r a l wo r k i n g pe r f o r m an c e o f c omp o s i t e s h e a r wa l l s Ke y w o r ds :
7、c o mp o s i t e s h e ar wa l l s t r u c t u r e; l o w c y c l e r e v e rse dl o a d i n gt e s t ; s e i s mi cbe h a v i o r 0 引言 钢筋混凝土叠合结构体系由预制叠合墙板和叠合楼( 屋) 盖 在现场拼接 , 浇筑部分混凝土叠合 而成 , 是一种新 型保 温承重 结构体系, 主要用于小高层及高层民用建筑。 该体系是在充分考 虑建筑节能的基础上提出的, 将承重、 维护、 保温隔热措施结合 在一起 , 具有环保节能性好 、 工业化程度高的优点 , 有助于推进 我
8、国建造工业 向节能环保和低能耗的有利方向发展 , 应用前景 广阔。 根据建筑和结构功能需求, 该体系墙板分为带保温叠合承 重外墙和不带保温叠合承重内墙 。 本研究通过 2榀不带保温的叠合剪力墙的低周反复试验, 研究其抗震性能。 1 试 验 概 况 试验设计 了两榀试件 , 试件编号 为 S W1 和 S W2 。S W1为 不开洞叠合剪力墙 , 其墙 板两侧各 为 4 0 m r n厚预制层 , 中间现 浇混凝土, 通过剪式支架将各部分墙板连接成一个整体。 在墙 体内, 剪式支架由两根下弦钢筋和斜向腹筋焊接而成 , 使用阶 段能提高叠合面抗剪能力; S W2为开洞叠合剪力墙, 其洞口尺寸 为
9、6 0 0 mmx 8 0 0m m。 两片剪力墙截面尺寸相同, 高为 l 8 0 0 mm, 宽为 1 4 0 0 mm, 墙厚为 1 6 0 m l r l 。 试件配筋 图如图 1 所示 。 试件各部位混凝 土与钢筋实测 的力学性 能指标如 表 1 、 2 所示。 试验加载装置如图 2所示 。 首先在墙上施加 竖向荷载 , 通 过剪力墙上端的千斤顶施加轴向压力 6 4 0 k N, 轴压比设计值为 0 2 , 保持轴力恒定 , 再通过作动器来施加水平低周反复荷载。 在 施加到墙上的荷载达到屈服荷载之前 , 采用荷载控制, 往复循 环一次, 达到屈服荷载后, 采用位移控制, 取屈服位移的倍
10、数为 级差进 行加裁 , 每一个 位移量往复循环 3次 , 直 至试件 承载力 下 降至最大承载力的 8 5 以下为止 。 2 试验结果及 分析 2 1 破 坏形 态 ( 1 ) 未开洞叠合剪力墙 S W1 。 当试件顶部施加水平荷载小于 1 4 0 k N时 , 试件基本处于弹性 阶段 , 试件表面无可见裂缝 出现 ; 当水平荷载加载约为 1 4 0 k N时 , 两片预制部分混凝土表面 出现 零散的水平及斜 向短裂缝 , 尸 - 骨架曲线 的斜率开始发生改变 , 在水平力卸载后基本上都能闭合, 此时位移接近 1 5 IT l l n , 控制 位移 取为 1 5 mn l , 采用反复加载
11、方式 , 每次循 环 3次 ; 当水 平位移加至 8 - 1 1 I l lT I 时随着试验的进一步进行 , 试件表面新 的 裂缝不断出现, 原有裂缝也不断延伸、 开展 、 贯通, 逐渐形成沿墙对 角线方 向的 x形交叉 主裂 缝 ; 当水平位移 加至 l 2 5 1 5 5 mm 时水平荷载达到峰值 2 3 2 3 3 k N, 主裂缝继续延伸, 试件侧面底 部现浇和预制结合部位沿交接面竖向开裂, 脚部混凝土开始剥 落, 预制部分与底梁之间 5 0 l l l n l 厚座层开始局部压溃。 整个墙 体底部出现通长水平裂缝。 当水平位移加至 l 7 1 8 5 m i l l 时, 试 件底
12、部局部压 溃 , 试件加 载结束。 试件 的裂缝开展及破坏情况 如图 3 ( a ) 所示 收稿 日期:2 0 1 0 1 2 一 l 1 基金项目:江苏省 自然科学基金项 目( B K 2 0 0 8 3 7 7 ) ; 江苏省绿色建筑工程技术研究中心资助项 目 1 5 I I I I I I II r 厂 2 2 I l I I l I 【 4 0 0 l 0【 l 2 2 0 0 l 2 5 0 + 墨 r - - 25 0 1 水平钢簸 注: 四预制部分三_三 ( a ) S W1 蚤 一 1 侄 0 0 1 0弼 01瓦 2 0 0 1_ LO L0 而二 = 【1 0 0 I 2
13、Q Q ! 业 2 业 注: 四预制部分 丝 8 士20 由8 1 5 0 l 一1 焊点生 : 焊点 兰 5 02 + 0 0 雨 1 5 0 0 5 0 - 8 出20 4击 1 4 冉 l 一1 点 ,! : 焊 点 蹩50 1 500 50 篮 二 二 匝 二 ( b ) S W2 图 1 试件配筋图( 单位 : mm) 表 1 混凝土材性 参数 注 为实测钢筋屈服强度 为实测钢筋极限强度 ; 疋 为弹性模量 。 1 6 反力架 反 _h 千 J 立 I = 力 MT S 电液 1 试 件 墙 伺 服 动 器 口 l 广 1 l I 铰支座 4 厂 静力 台座 图 2 试验加载示意图
14、( 2 ) 开洞叠合剪力墙 S W2当施加水平荷载小于 6 0 k N时, 试件表面无可见裂缝出现 , 试件基本处于弹性状态。 当水平位移 加至 3 4 5 mm时, 洞口四个角部出现约 4 5 度走向的细裂缝, 洞 口上部及下部中央出现竖向细裂缝, 并不断延伸 ; 当水平位移 加至 7 5 iT l r n时, 洞 口两侧 出现近似横向裂缝并向洞 口方 向发展 ; 当水平位移加至 1 0 5 1 3 5 mm时, 洞口上部连梁及下部出现斜 裂缝, 由中间向两侧发展, 并最终在洞 口上方 、 下方形成双向交 叉斜裂缝; 当水平位移加至 1 2 n 3 1 T l 时, 左侧暗柱中部出现竖向 裂
15、缝, 随着位移级数的增加, 裂缝不断发展, 混凝土剥落压碎。 右侧暗柱 中部 仅 出现少数 竖向裂缝 ; 试验后期 , 试件 脚部 出现 竖向裂缝 , 但混凝土并未剥落。 试件的裂缝开展及破坏情况如 图 3 ( b ) 所示。 图 3 试件破坏形态 2 2 滞回特性 图4为叠合剪力墙水平力一 顶点位移的滞回曲线。 它综合反 映 了剪力墙 的强度 、 变形能力 、 刚度 退化 和耗 能能力 口 。 由图 4 可见 , 本次试验的滞回曲线具有以下的共同特征: 试件开裂 前, 滞回曲线基本上为直线, 滞回环包围的面积很小 , 墙体处于 弹性工作阶段。 随着荷载的增大, 试件开始出现裂缝, 滞回曲 线
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