220 Key words: assembled monolithic concrete shear walls; precast two-way hollow slab; inner joint; slit wall; shear behavior 3 ~ % 80% [1] [
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1 30 7 Vol.30 No July 2013 ENGINEERING MECHANICS (2013) ( ) 1 5 TU391; TU392.5 A doi: /j.issn EXPERIMENTAL STUDY ON SHEAR BEHAVIORS OF ASSEMBLED MONOLITHIC CONCRETE SHEAR WALLS BUILT WITH PRECAST TWO-WAY HOLLOW SLABS CHU Ming-jin 1, LIU Ji-liang 1, CUI Hui-chen 1, HOU Jian-qun 2, ZHOU Yu-long 1, ZHANG Zhong-yong 1 (1. School of Civil Engineering, Yantai University, Yantai , China; 2. Architectural Design & Research Institute, Tsinghua University, Beijing , China) Abstract: An innovated precast concrete shear wall is presented, assembled monolithic concrete shear walls built with precast two-way hollow slabs. Five new type shear walls and one reinforced concrete shear wall are tested quasi-statically under low cyclic lateral loads for shear performance to acquire their shear failure process and modes. The effects of the inner joint, of the shear-span ratio, of the axial load, and of the amount of the web horizontal reinforcement are investigated. The study proves that the new type shear walls have the adequate deformability, in terms of their failure characteristic and behaviors, which is different to the one of RC walls and develops from integral wall to slit wall for appearing the vertical cracks along he inner joints. As the results, the brittle shear failure is extinct. The test results show that the shear capacity reduces with the increase of shear span ratios, and rise with the increase of the amount of web horizontal reinforcements, the axial load. It can be found that the stiffness is improved with the increment of the axial compression ratio, and the stable load capacity and deformability can be acquired by increasing the shear span ratio ( ) (1973 ) ( housind@126.com). (1988 )( lianglju@163.com) (1989 )( chcky@sina.com) (1955 )( hjq@tsinghua.edu.cn) (1989 )( zhouyulongno.1@163.com) (1989 )( zyzytdxtm08@126.com).
2 220 Key words: assembled monolithic concrete shear walls; precast two-way hollow slab; inner joint; slit wall; shear behavior 3 ~ % 80% [1] [2] [3 6] SW0 SW2-N SW3-L1 SW4-L2 SW5-N 1440mm 180mm 200mm mm 2160mm 1440mm 280mm 280mm 500mm 600mm (a) (a) SW0 SW2-N SW5-H (b) 1 Fig.1 Precast two-way hollow slabs ( ) (2740) (b) SW3-L1(SW4-L2) 2 Fig.2 Dimensions of specimens 1440 (2880)
3 @100 8@180 SW @200 SW2-N 0.25 SW3-L1 SW4-L SW5-H 10@ mm 5 20mm SW4-L2 400mm @ @100 8@ @ (a) SW2-N SW3-L1 SW4-L2 8@100 8@ @ (a) @ (b) SW5-H 3 Fig.3 Reinforcement in specimens 1 Table 1 Parameters of specimens /mm /mm 1 SW @ @200 3 SW2-N @200 4 SW3-L @200 5 SW4-L @200 6 SW5-H @ mm 1180mm 180mm 140mm 89mm 4(a) 140mm 4(b) 1C12 (b) 4 Fig.4 Precast two-way hollow slabs in specimens 5 Fig.5 Arrangement of dowel bars in ground beams
4 kN 250kN 300kN 2 1/50 6 Fig.6 Arrangement of precast two-way hollow slabs in specimens C20 C Table 2 Tested strength of concrete /d f cu,m /MPa /d f cu,m /MPa SW SW2-N SW3-L SW4-L SW5-H f cu,m 3 Table 3 Tested strength of reinforcements f y /MPa 1 f u /MPa A A C A C C f y f u 2 3 SW Fig.7 Test set-up DH3816N BH E HF EH1 210 EV1 MV1 MH2 EH2 MV2 EV2 MH3 EH3 MV3 EV3 EH4 EV4 EV MV9 MV VF MH1 MH1 MH4 MV4 MV5 MH5 MV W WH1 WV1 WH2 WV2 WH WV3 WH4 WV4 MH6 WV5 210 (a) 240
5 223 E W W SW0 E HR9 HR15 HR10 HR7 HR14 HR8 VR1( ) VR2( ) HR5 HR3 HR1 HR13 HR6 HR12 HR4 HR11 HR2 VR3( ) VR4( ) 1 530kN 2 400kN 2 450kN 1 345kN JR3 JR2 JR1 3 (b) 8 Fig.8 Layout of measurement points W (a) 1/240 E SW0 3.1 SW0 SW0 950kN 345kN 400kN ( ) kN 450kN 1 2 mm 45 9(a) 735kN 861kN 9(b) 18.0mm 1015kN 914kN 2.5mm 19.9mm 22.0mm 9(c) 1 2 (b) (c) 9 SW0 Fig.9 Failure process and pattern of SW0 3.2
6 kN 400kN 492kN 2 600kN 1 600kN (a) 2 680kN ~4 1/144 1 ( ) 886kN 853kN 10(b) ( 85% ) 1/100 10(c) 1/52 10(d) 10(e) W (b) 2 600kN 1 600kN 4 680kN 2 600kN 1 600kN 3 680kN 1 310kN (a) ±1/240 E (c) (d) 1/52 (e) 10 Fig.10 Failure process and pattern of SW2-N kN
7 kN 605kN 700kN 860kN 860kN 783kN 1/ kN 1051kN 8.2% SW3-L1 SW4-L SW3-L1 1/ kN 1151kN % 1/81 11 SW4-L2 796kN 763kN 1/79 1/55 12 SW3-L2 SW5-H 56% SW5-H 922kN 944kN 14.8% 1/98 1/73 (a) (b) 11 SW3-L1 Fig.11 Failure process and pattern of SW3-L1 (a) (b) 12 SW4-L2 Fig.12 Failure process and pattern of SW4-L2 SW5-H [7 8] 13
8 /kn /kn /mm (a) SW2-N SW3-L1 SW4-L2 SW5-H SW2-N SW3-L1 SW4-L2 SW5-H /mm (b) 13 Fig.13 Skeleton curve of relative deformation at upright cracks V/f c bh % 1) 2) 3) 70% /H (a) SW0 V/fcbh0 V/fcbh0 14 Fig.14 Picture of specimen removed of precast concrete /H (b)
9 227 V/fcbh0 V/fcbh0 V/fcbh0 V/fcbh0 /H (c) SW2-N /H (d) SW3-L1 /H (e) SW4-L2 /H (f) SW5-H 15 - Fig.15 Top lateral force-displacement hysteretic loops of walls V/fcbh0 V/fcbh0 SW0 SW2-N SW5-H /H (a) SW3-L1 SW4-L2 /H (b) 16 - Fig.16 Top lateral force-displacement skeleton curves of walls 4 Table 4 Characteristic of peak point and ultimate point V m /f c bh 0 Pm /kn Δ m /mm Δ u /mm H/Δ m H/Δ u Δ u /Δ m SW SW2-N SW3-L SW4-L SW5-H ) 20.8%
10 228 2) % 10.3% 16(b) SW3-L1 SW4-L2 1/105 1/ f c bh f c bh 0 2.5% 3) SW2-N % SW5-H 56% 14.8% 4.4 SW / Fig.17 Stiffness ratio of walls H/1000 H/300 H/100 SW2-N SW4-L2 SW5-H SW3-L1 4.5 [9] ( ) [10 11] (1) (2) (3)
11 229 [1],,,. [J]., 2008, 25(S2): Zhang Jichao, Chu Xianfeng, Qiu Jianhui, et al. Efficient and energy saving as well as environmental protection pre-cast reinforced concrete structure [J]. Engineering Mechanics, 2008, 25(S2): (in Chinese) [2]. [D]. :, Chu Mingjin. Seismic behavior of cold-formed thin-walled steel reinforced concrete shear walls [D]. Beijing: Tsinghua University, (in Chinese) [3]. [J]., 2002, 32(11): Xue Weichen. Progress of studies and application of precast concrete frame structure systems [J]. Industrial Construction, 2002, 32(11): (in Chinese) [4],. [J]., 2010, 26(6): Wang Dun, Lü Xilin. Progress of study seismic performance of precast concrete shear walls system [J]. Structural Engineer, 2010, 26(6): (in Chinese) [5],. [J]., 2012, 45(1): Zhu Zhangfeng, Guo Zhengxing. Seismic test and analysis of joints of new precast concrete shear wall structure [J]. China Civil Engineering Journal, 2012, 45(1): (in Chinese) [6],,. [J]., 2012, 45(1): Jiang Qing, Ye Xianguo, Chong Xun. Calculation model for superimposed slab shear walls [J]. China Civil Engineering Journal, 2012, 45(1): (in Chinese) [7],,,. [J]., 2011, 28(8): Chu Mingjin, Feng Peng, Ye Lieping, Hou Jianqun. Experimental study on shear behaviors of cold-formed thin-walled steel reinforced concrete shear walls with different details [J]. Engineering Mechanics, 2011, 28(8): (in Chinese) [8],,,. [J]., 2010, 31(11): Feng Peng, Chu Mingjin, Ye Lieping, Hou Jianqun. Experimental study on shear behavior of cold-formed thin-walled steel reinforced concrete shear walls [J]. Journal of Building Structures, 2010, 31(11): (in Chinese) [9] Hwang S J, Fang W H, Lee H J, et al. Analytical model for predicting shear strength of squat walls [J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2001, 127(1): [10] Hwang S J, Yu H Y, Lee H J. Theory of interface shear capacity of reinforced concrete [J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 2000, 126(6): [11],,. [J]., 2011, 32(9): Chu Mingjin, Feng Peng, Ye Lieping. Analytical model for predicting shear strength of cold-formed thin-walled steel reinforced concrete shear walls [J]. Journal of Building Structures, 2011, 32(9): (in Chinese)
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