第 33 卷 第 6 期 2011 年 11 月 南 京 工 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NaturalScienceEdition) Vol.33No.6 Nov.2011 doi:10.3969/j.isn.1671-7627.2011.06.002 钢 筋 混 凝 土 无 洞 叠 合 剪 力 墙 低 周 反 复 荷 载 试 验 王 滋 军 1,2, 刘 伟 庆 1, 卢 吉 松 1 1, 魏 威 (1. 南 京 工 业 大 学 土 木 工 程 学 院, 江 苏 南 京 210009; 2. 上 海 市 建 筑 科 学 研 究 院 ( 集 团 ) 有 限 公 司 上 海 市 工 程 结 构 新 技 术 重 点 实 验 室, 上 海 200032) 摘 要 : 研 究 钢 筋 混 凝 土 无 洞 叠 合 剪 力 墙 的 抗 震 性 能 对 4 片 钢 筋 混 凝 土 无 洞 叠 合 剪 力 墙 和 2 片 钢 筋 混 凝 土 普 通 剪 力 墙 分 别 进 行 了 低 周 反 复 荷 载 试 验, 对 比 研 究 试 件 的 受 力 全 过 程 开 裂 部 位 裂 缝 发 展 情 况 以 及 破 坏 形 态, 分 析 试 件 的 承 载 能 力 滞 回 曲 线 骨 架 曲 线 刚 度 退 化 曲 线 延 性 性 能 等 抗 震 性 能 研 究 表 明 : 钢 筋 混 凝 土 叠 合 剪 力 墙 的 受 力 性 能 与 钢 筋 混 凝 土 普 通 剪 力 墙 类 似, 具 有 较 好 的 抗 震 性 能, 剪 式 支 架 能 使 钢 筋 混 凝 土 叠 合 剪 力 墙 的 预 制 部 分 与 现 浇 混 凝 土 形 成 整 体, 共 同 工 作, 承 受 外 部 荷 载 关 键 词 : 无 洞 叠 合 剪 力 墙 ; 低 周 反 复 荷 载 ; 抗 震 性 能 ; 节 能 中 图 分 类 号 :TU375;TU973 12 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1671-7627(2011)06-0005-07 Testsofcompositereinforcedconcreteshearwals withoutopeningundercyclicloading WANGZijun 1,2,LIUWeiqing 1,LUJisong 1,WEIWei 1 (1.ColegeofCivilEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China; 2.ShanghaiKeyLaboratoryofNewTechnologyResearchonEngineeringStructure,SRIBS,Shanghai200032,China) Abstract:Theseismicbehaviorofcompositereinforcedconcreteshearwalswithoutopeningwasstudied. Pseudo statictestswereconductedundercyclicloadingonfourcompositereinforcedconcreteshearwals withoutopeningandtworeinforcedconcreteshearwals.deformationpropertyfailuremode,bearingca pacity,hystereticloop,skeletoncurve,ductility,andenergy disipationwereinvestigated.testingre sultsindicatedthatthemechanicalbehaviorofthecompositereinforcedconcreteshearwalwasthesame asthatofthereinforcedconcreteshearwal.thestudyshowedthatthecompositereinforcedconcrete shearwalhadgoodseismicbehavior.theprefabricatedpartsandthecast in situconcretepartsofthe compositereinforcedconcreteshearwalcouldworktogetherwelunderloading. Keywords:compositeshearwalwithoutopening;cyclicloading;seismicbehavior;energysaving 钢 筋 混 凝 土 叠 合 结 构 体 系 是 一 种 适 合 工 业 化 生 产 的 建 筑 结 构 体 系, 在 欧 洲 尤 其 是 德 国 应 用 较 多 [1] 该 结 构 体 系 的 基 本 构 件 为 钢 筋 混 凝 土 叠 合 墙 体 和 叠 合 楼 板, 生 产 过 程 包 括 工 厂 预 制 和 现 场 整 浇 两 大 过 程 在 施 工 现 场, 将 工 厂 预 制 好 的 墙 体 和 楼 板 按 照 设 计 图 纸 先 安 装 布 置 好 墙 体, 然 后 将 楼 板 搁 置 在 墙 体 上, 并 根 据 设 计 要 求 在 墙 体 楼 板 节 点 处 布 置 相 应 的 钢 筋, 最 后 在 预 制 墙 体 的 空 心 夹 层 中 收 稿 日 期 :2011-07-29 基 金 项 目 : 江 苏 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (BK2008377); 江 苏 省 建 设 厅 科 技 资 助 项 目 (JS2009ZB04); 上 海 市 工 程 结 构 新 技 术 重 点 实 验 室 开 放 课 题 (2011-KF05); 上 海 市 科 委 应 用 开 发 项 目 (10dz1202200) 作 者 简 介 : 王 滋 军 (1970 ), 男, 山 东 威 海 人, 副 教 授, 主 要 研 究 方 向 为 新 型 结 构 与 新 材 料 结 构,E mail:wangzijun@njut.edu.cn.
6 南 京 工 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 33 卷 和 预 制 楼 板 上 浇 筑 混 凝 土, 使 之 成 为 整 体, 共 同 受 力 预 制 的 空 心 墙 体 和 楼 板 在 施 工 中 作 为 浇 筑 混 凝 土 所 需 的 模 板, 在 施 工 结 束 后 又 与 所 浇 筑 的 混 凝 土 叠 合 一 起 成 为 受 力 构 件 南 京 工 业 大 学 和 江 苏 省 绿 色 建 筑 工 程 技 术 研 究 中 心 在 上 述 结 构 体 系 的 基 础 上 将 保 温 材 料 复 合 在 叠 合 墙 体 之 中, 使 之 成 为 适 合 工 业 化 生 产 的 节 能 建 筑 结 构 体 系, 称 之 为 节 能 环 保 型 钢 筋 混 凝 土 叠 合 结 构 体 系 [2-5] 图 1 为 该 结 构 体 系 的 拼 装 节 点 示 意 图 在 工 厂 制 作 过 程 中 可 以 根 据 节 能 要 求 在 墙 板 内 复 合 保 温 隔 热 材 料, 这 就 使 得 保 温 墙 体 具 有 制 作 工 艺 简 单 降 低 成 本 质 量 优 良 防 火 耐 候 等 优 点, 实 现 节 能 与 结 构 一 体 化 保 温 隔 热 体 系 与 建 筑 结 构 同 寿 命, 避 免 二 次 维 护 该 结 构 体 系 从 设 计 概 念 上 属 于 剪 力 墙 结 构 体 系, 但 是 由 于 钢 筋 混 凝 土 叠 合 剪 力 墙 ( 以 下 简 称 叠 合 剪 力 墙 ) 是 由 预 制 空 心 墙 体 或 复 合 保 温 层 的 预 制 空 心 墙 体 在 施 工 现 场 二 次 浇 筑 混 凝 土 叠 合 而 成 的, 与 钢 筋 混 凝 土 全 现 浇 剪 力 墙 ( 以 下 简 称 普 通 剪 力 墙 ) 相 比, 叠 合 剪 力 墙 整 体 工 作 性 能 及 抗 震 性 能 等 均 须 通 过 试 验 加 以 验 证 本 文 开 展 了 4 片 2 种 不 同 形 式 的 叠 合 剪 力 墙 模 型 和 2 片 普 通 剪 力 墙 模 型 的 低 周 反 复 荷 载 试 验 重 点 研 究 了 叠 合 剪 力 墙 的 受 力 变 形 特 征 与 破 坏 形 式 承 载 能 力 滞 回 性 能 延 性 刚 度 等 方 面, 并 与 普 通 剪 力 墙 的 受 力 性 能 进 行 对 比 分 析 同 时 还 考 察 剪 式 支 架 ( 或 格 构 式 钢 筋 ) 能 否 保 证 现 浇 混 凝 土 与 预 制 部 分 形 成 整 体, 共 同 工 作, 为 节 能 环 保 型 钢 筋 混 凝 土 叠 合 结 构 体 系 的 设 计 及 工 程 应 用 提 供 依 据 图 1 带 保 温 层 的 叠 合 结 构 Fig.1 Superimposedreinforcedconcreteshearwalstructure withthermalinsulationlayer 1 试 验 概 况 1 1 试 件 设 计 试 验 所 用 墙 体 的 高 宽 比 值 为 1 32, 轴 压 比 值 为 0 2, 共 分 为 3 种 类 型 :1W 1 为 普 通 剪 力 墙 ;2 W 2 为 不 含 保 温 层 的 叠 合 剪 力 墙 ;3W 3 为 含 保 温 层 的 叠 合 剪 力 墙 为 考 察 叠 合 剪 力 墙 中 剪 式 支 架 的 作 用 及 叠 合 面 的 整 体 工 作 性 能, 减 少 其 他 因 素 的 干 扰, 所 有 墙 体 均 设 计 为 一 字 形, 并 且 不 设 置 翼 缘 暗 柱 或 约 束 边 缘 构 件 试 件 编 号 及 类 型 见 表 1, 试 件 模 板 及 配 筋 如 图 2 所 示 [6-7] 上 述 墙 体 试 件 所 用 混 凝 土 强 度 等 级 为 C30, 墙 体 受 力 钢 筋 强 度 等 级 为 HRB335, 剪 式 支 架 及 拉 筋 的 强 度 等 级 为 HPB235 表 1 试 件 参 数 Table1 Parametersofspecimens 试 件 编 号 数 量 墙 体 类 型 试 件 尺 寸 W 1 2 普 通 现 浇 剪 力 墙 1850mm 1400mm 160mm W 2 2 预 制 墙 板 + 现 浇 混 凝 土 1850mm 1400mm 160mm W 3 2 预 制 墙 板 + 现 浇 混 凝 土 + 保 温 板 1850mm 1400mm 250mm 1 2 材 性 试 验 在 墙 体 制 作 过 程 中, 预 制 部 分 及 现 浇 部 分 的 混 凝 土 均 留 置 了 150mm 150mm 150mm 混 凝 土 立 方 体 试 块, 同 批 次 钢 材 中 预 留 了 长 度 为 450mm 的 钢 筋 试 样, 以 便 为 试 验 结 果 分 析 和 理 论 计 算 提 供 相 关 依 据 材 性 试 验 测 得 预 制 部 分 混 凝 土 试 块 的 抗 压 强 度 为 27 3MPa, 现 浇 部 分 混 凝 土 试 块 的 抗 压 强 度 为 28 2MPa, 钢 筋 材 料 性 能 如 表 2 所 示 1 3 加 载 装 置 本 次 试 验 考 虑 竖 向 荷 载 竖 向 荷 载 由 2 个 同 步 液 压 千 斤 顶 施 加 到 墙 体 顶 面 千 斤 顶 与 墙 顶 之 间 安 置 滑 动 支 座, 以 减 少 摩 擦, 使 得 墙 顶 能 在 水 平 力 方 向 自 由 移 动 在 施 加 竖 向 压 力 时, 保 持 严 格 对 中, 以 防 止 墙 体 平 面 外 受 弯 失 稳 通 过 固 定 在 反 力 墙 上 的 MTS 电 液 伺 服 加 载 器 在 试 件 的 顶 梁 中 心 标 高 处 施 加 水 平 荷 载, 试 验 装 置 如 图 3 所 示 1 4 加 载 制 度 试 验 时 先 施 加 竖 向 荷 载, 竖 向 荷 载 由 千 斤 顶 一 次 施 加 到 设 计 荷 载 值 640kN 在 保 持 竖 向 荷 载 不 变 的 情 况 下 逐 级 施 加 水 平 往 复 荷 载 试 件 开 裂 前 采 用
第 6 期 王 滋 军 等 : 钢 筋 混 凝 土 无 洞 叠 合 剪 力 墙 低 周 反 复 荷 载 试 验 7 图 3 试 验 装 置 Fig.3 Experimentalset up 2 试 验 过 程 及 破 坏 形 态 图 2 试 件 尺 寸 及 配 筋 (mm) Fig.2 Dimensionsofspecimensandarrangementofreinforcement 种 类 表 2 钢 筋 的 力 学 性 能 指 标 Table2 Materialpropertiesofsteelbar 钢 筋 位 置 直 径 / mm 屈 服 强 度 f y / MPa 抗 拉 强 度 f u / MPa HPB235 剪 式 支 架 及 拉 筋 6 264.4 385.2 HRB335 墙 体 受 力 钢 筋 10 362.3 476.7 荷 载 控 制, 以 每 级 荷 载 增 量 为 20kN 的 幅 度 向 上 递 增, 在 接 近 预 计 的 墙 体 开 裂 荷 载 时 减 小 每 级 的 荷 载 增 量, 改 为 每 级 10kN, 屈 服 前 各 级 荷 载 循 环 一 次 墙 体 屈 服 后 采 用 位 移 控 制, 控 制 位 移 取 试 件 屈 服 时 的 位 移, 并 以 此 为 倍 数 向 上 递 增, 每 级 位 移 循 环 3 次, 直 至 试 件 破 坏 试 件 破 坏 的 标 志 为 水 平 荷 载 下 降 到 最 大 荷 载 的 85% 以 下, 或 者 试 件 失 去 继 续 承 载 的 能 力, 即 认 为 试 件 破 坏, 停 止 加 载 [8] 3 类 试 件 典 型 的 裂 缝 分 布 如 图 4 所 示, 典 型 的 破 坏 形 态 如 图 5 所 示 2 1 普 通 剪 力 墙 W 1 试 件 顶 部 施 加 水 平 力 小 于 140kN 时, 试 件 基 本 处 于 弹 性 阶 段, 试 件 表 面 无 可 见 裂 缝 出 现 ; 在 水 平 位 移 达 到 屈 服 位 移 (X y ) 之 前, 试 件 表 面 首 先 出 现 零 星 分 散 的 水 平 及 斜 向 短 裂 缝, 荷 载 位 移 骨 架 曲 线 的 斜 率 开 始 发 生 改 变, 所 有 裂 缝 在 水 平 力 卸 载 后 基 本 上 都 能 闭 合, 随 着 试 验 的 进 一 步 进 行, 试 件 表 面 不 断 出 现 新 的 裂 缝, 原 有 裂 缝 也 不 断 延 伸 开 展 贯 通 ; 当 位 移 达 到 X y 时, 形 成 沿 墙 对 角 线 方 向 的 X 形 交 叉 主 裂 缝 ; 当 水 平 位 移 达 到 3 0X y 左 右 时, 水 平 荷 载 达 到 峰 值, 此 后 荷 载 位 移 曲 线 开 始 进 入 下 降 段 ; 随 着 水 平 位 移 的 增 大, 墙 体 根 部 两 端 混 凝 土 开 始 剥 落, 原 有 裂 缝 随 着 位 移 增 大 逐 渐 向 上 发 展, 试 件 侧 面 根 部 出 现 竖 向 裂 缝, 底 部 表 层 混 凝 土 开 始 剥 落 ; 水 平 位 移 加 载 至 3 5X y ~3 9X y 时, 整 个 墙 体 底 部 出 现 水 平 裂 缝, 试 件 表 面 除 主 裂 缝 继 续 延 伸 加 宽 外, 再 无 其 他 新 的 裂 缝 产 生 ; 水 平 荷 载 降 至 峰 值 的 85% 以 下, 试 件 根 部 混 凝 土 局 部 压 酥, 根 部 两 端 纵 筋 压 屈 外 露, 试 验 加 载 结 束 试 件 最 终 裂 缝 分 布 如 图 4(a) 所 示, 破 坏 形 态 如 图 5(a) 所 示 2 2 不 含 保 温 层 的 叠 合 剪 力 墙 W 2 在 试 件 所 承 受 的 水 平 荷 载 达 到 最 大 值 之 前, 其 裂 缝 出 现 及 开 展 过 程 与 前 述 普 通 剪 力 墙 基 本 相 同 ; 当 水 平 位 移 达 到 1 7X y ~2 1X y 时, 水 平 荷 载 达 到 峰 值, 此 后 荷 载 位 移 骨 架 曲 线 开 始 进 入 下 降 段 ; 随 着 水 平 位 移 的 增 大, 主 裂 缝 继 续 延 伸, 试 件 根 部 两 端 现 浇 和 预 制 结 合 部 位 沿 交 接 面 竖 向 开 裂, 根 部 混 凝 土 开 始 剥 落, 预 制 部 分 与 地 梁 之 间 50mm 厚 现 浇 混 凝 土 坐 浆 层 开 始 局 部 压 溃, 整 个 墙 体 底 部 出 现 通 长 水 平
8 南 京 工 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 33 卷 图 4 试 件 裂 缝 分 布 Fig.4 Crackdistributionofspecimens 图 5 试 件 破 坏 形 态 Fig.5 Failurepaternsofspecimens 裂 缝 ; 当 水 平 位 移 加 至 2 4X y ~2 5X y 时, 试 件 根 部 混 凝 土 局 部 压 酥, 水 平 荷 载 降 至 峰 值 的 85% 以 下, 试 验 加 载 结 束 试 件 最 终 裂 缝 分 布 如 图 4(b) 所 示, 破 坏 形 态 如 图 5(b) 所 示 试 件 从 开 始 加 载 到 最 终 破 坏 的 整 个 加 载 过 程 中, 没 有 出 现 现 浇 部 分 与 预 制 部 分 发 生 剥 离 的 现 象, 表 明 剪 式 支 架 能 够 使 二 者 形 成 整 体, 共 同 工 作 2 3 含 有 保 温 层 的 叠 合 剪 力 墙 W 3 试 件 顶 部 施 加 水 平 荷 载 小 于 140kN 时, 试 件 基 本 上 处 于 弹 性 工 作 状 态, 荷 载 位 移 骨 架 曲 线 呈 线 性 关 系,50mm 厚 预 制 板 与 40mm 厚 预 制 板 面 均 没 有 出 现 裂 缝 ; 当 水 平 荷 载 达 到 140kN 时, 墙 体 侧 面 50mm 厚 预 制 板 根 部 出 现 裂 缝,40mm 厚 预 制 板 表 面 没 有 出 现 裂 缝, 墙 体 开 裂 后 进 入 了 弹 塑 性 工 作 阶 段 ; 随 着 试 验 的 进 一 步 进 行,50mm 厚 预 制 板 表 面 新 的 裂 缝 不 断 出 现, 当 水 平 位 移 达 到 X y 时, 逐 渐 形 成 沿 墙 对 角 线 方 向 的 X 形 交 叉 主 裂 缝,40mm 厚 预 制 板 底 部 沿 地 梁 出 现 水 平 缝 ; 当 水 平 位 移 加 至 2 0X y ~ 2 3X y 时, 水 平 荷 载 达 到 峰 值, 主 裂 缝 继 续 延 伸, 根 部 混 凝 土 逐 渐 压 碎, 局 部 开 始 剥 落 ; 当 水 平 位 移 加 至 2 6X y ~3 6X y 时, 墙 体 根 部 压 溃, 水 平 荷 载 降 至 峰 值 的 85% 以 下, 试 验 加 载 结 束 试 件 最 终 裂 缝 分 布 如 图 4(c) 所 示, 破 坏 形 态 如 图 5(c) 所 示 40mm 厚 预 制 墙 板 部 分 由 于 使 用 了 钢 丝 网 片, 使 该 侧 墙 板 抗 裂 性 增 强, 墙 板 表 面 基 本 无 裂 缝 试 件 从 开 始 加 载 到 最 终 破 坏 的 整 个 加 载 过 程 中, 没 有 出 现 现 浇 部 分 与 预 制 部 分 发 生 剥 离 的 现 象, 表 明 剪 式 支 架 能 够 使 二 者 形 成 整 体, 共 同 工 作 3 试 验 结 果 与 分 析 3 1 试 验 主 要 阶 段 结 果 试 件 在 试 验 主 要 阶 段 的 荷 载 位 移 结 果 详 见 表 3 表 3 中 屈 服 荷 载 F y 屈 服 位 移 X y 为 试 件 主 要 受 力 钢 筋 达 到 屈 服 应 变 时 的 相 应 荷 载 和 变 形 ; 最 大 荷 载 F max 为 试 件 加 载 过 程 中 所 承 受 的 最 大 荷 载 ; 极 限 位 移 是 指 试 件 在 出 现 最 大 荷 载 F max 之 后, 随 着 变 形
第 期 王滋军等 钢筋混凝土无洞叠合剪力墙低周反复荷载试验 表 ３ 试验主要阶段结果 Ｔａｂｌ ３ Ｒ ｕｌ ｏｆｍａ ｎ ａ ｇ ｏ ｆ ｎｇ 试件编号 Ａ Ｂ Ａ Ｂ ３Ａ ３Ｂ 屈服荷载 Ｆｙ 屈服位移 Ｘｙ 最大荷载 Ｆｍａｘ 极限位移 Ｘｕ ｋ Ｎ ｍｍ ｋ Ｎ ｍｍ ３ ３ ３ 试验日期 增加而荷载下降至最大荷载的 时相应的变形 中水泥水化作用相对较为充分 混凝土强度也有一 试件 ３Ａ的极限荷载试验值相对较低 主要是因 定程度的提高 为在加载过程中墙体产生扭转 平面外失稳所致 ３ 滞回曲线 编号为 Ｂ和 ３Ｂ的试件最大荷载及极限位 所有试件的荷载 位移滞回曲线如图 所示 移均较相同类型试件的结果大 主要是因为上述 由图 可以看出 普通剪力墙 无保温层叠合 个试件是在二次浇筑混凝土之后 个月左右进行试 墙 有保温层叠合墙 ３的滞回曲线特征基 验的 其余 个试件是在二次浇筑混凝土之后 ３ 本一致 墙体开裂前滞回曲线基本为直线 滞回环包 个月进行试验的 两批试验时间相隔半年多 混凝土 围的面积很小 面积近似为 各滞回环基本重合 墙 图 试件荷载 位移滞回曲线 Ｆ ｇ Ｌｏａ ｄ ｄ ｐｌ ａｃ ｍ ｎｈｙ ｒ ｌ ｏｏ ｐｏｆ ｐ ｃ ｍ ｎ
10 南 京 工 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 33 卷 体 处 于 弹 性 工 作 阶 段, 刚 度 基 本 不 变 墙 体 开 裂 后, 随 着 水 平 荷 载 的 增 加, 滞 回 曲 线 开 始 向 位 移 轴 倾 斜, 不 再 沿 直 线 上 升, 滞 回 环 面 积 增 大 水 平 荷 载 卸 载 时, 墙 体 的 残 余 变 形 增 大, 曲 线 不 能 重 合, 表 明 墙 体 已 进 入 非 弹 性 工 作 阶 段, 滞 回 曲 线 形 状 也 由 梭 形 逐 步 向 反 S 型 转 化 ; 水 平 荷 载 达 到 极 限 荷 载 后, 试 件 承 载 力 开 始 逐 渐 下 降, 表 现 出 明 显 的 刚 度 退 化, 滞 回 环 捏 缩 更 加 显 著, 呈 反 S 形, 表 明 墙 体 产 生 了 较 大 的 剪 切 滑 移 滞 回 曲 线 形 状 的 改 变 也 反 映 了 变 形 机 制 的 变 化 : 开 裂 前, 墙 体 位 移 是 由 墙 体 各 部 分 材 料 弹 性 变 形 引 起 的, 残 余 变 形 很 小, 消 耗 的 能 量 也 很 少 ; 墙 体 开 裂 进 入 弹 塑 性 阶 段 后, 滞 回 环 呈 梭 形, 具 有 一 定 的 耗 能 能 力 ; 破 坏 阶 段, 滞 回 环 呈 反 S 形, 墙 体 的 剪 切 滑 移 明 显 从 滞 回 曲 线 还 可 以 看 出 :3 种 墙 体 均 具 有 较 强 的 耗 能 能 力,W 1 W 3 滞 回 曲 线 相 对 比 较 饱 满 W 2 在 3 种 墙 体 耗 能 能 力 中 相 对 较 低, 主 要 是 因 为 本 次 试 验 采 用 的 是 常 规 节 点 连 接 方 式, 叠 合 墙 体 与 地 梁 之 间 的 节 点 相 对 较 为 薄 弱, 试 件 W 2 在 该 处 的 现 浇 混 凝 土 仅 为 80mm 厚, 混 凝 土 厚 度 削 弱 几 乎 达 到 50% 3 3 骨 架 曲 线 根 据 试 验 滞 回 曲 线 得 到 的 各 试 件 骨 架 曲 线 如 图 7 所 示 由 图 7 可 以 看 出 : 墙 体 开 裂 前, 骨 架 曲 线 基 本 为 直 线, 开 裂 后, 墙 体 骨 架 曲 线 开 始 向 位 移 轴 弯 曲, 墙 体 进 入 非 线 性 工 作 阶 段, 墙 体 刚 度 降 低, 荷 载 增 速 减 缓, 达 到 极 限 荷 载 后, 曲 线 开 始 下 降 从 图 7(d) 的 骨 架 曲 线 汇 总 对 比 可 以 看 出 : 开 裂 前 普 通 剪 力 墙 与 叠 合 剪 力 墙 的 骨 架 曲 线 基 本 重 合, 表 明 采 用 剪 式 支 架 可 使 预 制 和 现 浇 混 凝 土 部 分 结 合 成 一 个 整 体 共 同 受 力 ; 叠 合 剪 力 墙 的 极 限 承 载 力 略 低 于 普 通 剪 力 墙, 这 主 要 是 因 为 在 加 载 工 程 中 叠 合 剪 力 墙 的 预 制 部 分 与 地 梁 间 的 50mm 厚 现 浇 混 凝 土 坐 浆 层 分 离, 导 致 底 部 截 面 承 载 力 基 本 上 由 叠 合 剪 力 墙 预 制 部 分 之 间 的 现 浇 混 凝 土 来 承 担 图 7 试 件 骨 架 曲 线 Fig.7 Skeletoncurvesofspecimens 3 4 刚 度 退 化 曲 线 各 试 件 的 刚 度 退 化 曲 线 如 图 8 所 示 由 图 8 可 以 看 出, 各 试 件 的 刚 度 退 化 过 程 类 似 : 从 试 件 初 裂 到 出 现 明 显 屈 服 特 征 时, 由 于 试 件 开 裂 以 及 主 裂 缝 的 形 成 与 发 展, 刚 度 退 化 剧 烈, 曲 线 下 降 较 快 ; 从 试 件 出 现 明 显 的 屈 服 特 征 直 到 极 限 荷 载, 这 一 阶 段 主 裂 缝 进 一 步 发 展, 刚 度 进 一 步 退 化, 但 是 退 化 减 缓 从 图 8(d) 的 刚 度 退 化 曲 线 汇 总 对 比 还 可 以 看 出 : 叠 合 剪 力 墙 与 普 通 剪 力 墙 的 刚 度 退 化 趋 势 相 似, 衰 减 程 度 相 近, 从 而 也 表 明 由 于 剪 式 支 架 的 存 在, 使 得 叠 合 剪 力 墙 中 的 预 制 部 分 和 现 浇 混 凝 土 部 分 能 够 形 成 整 体 共 同 工 作 3 5 延 性 系 数 延 性 是 指 结 构 或 构 件 屈 服 后 的 后 期 变 形 能 力, 即 结 构 或 构 件 在 承 载 力 没 有 显 著 下 降 的 情 况 下 承 受 变 形 的 能 力, 它 是 衡 量 抗 震 性 能 的 重 要 指 标 之 一
第 6 期 王 滋 军 等 : 钢 筋 混 凝 土 无 洞 叠 合 剪 力 墙 低 周 反 复 荷 载 试 验 11 延 性 系 数 通 常 用 极 限 位 移 与 屈 服 位 移 之 比 μ 来 表 示 各 个 试 件 的 延 性 系 数 如 表 4 所 示 由 表 4 可 以 看 出 : 叠 合 剪 力 墙 有 着 较 好 的 延 性, 与 普 通 剪 力 墙 相 比 延 性 有 所 降 低 图 8 试 件 刚 度 退 化 曲 线 Fig.8 Rigiditydegradationcurvesofspecimens 试 件 编 号 表 4 试 件 的 延 性 系 数 Table4 Ductilitycoeficientofspecimens 屈 服 位 移 X y / 极 限 位 移 X u / 延 性 系 数 μ mm mm W 1A 7 6 26 8 3 5 W 1B 7 9 31 0 3 9 W 2A 7 4 17 5 2 4 W 2B 7 5 18 5 2 5 W 3A 7 5 19 7 2 6 W 3B 7 5 27 1 3 6 4 结 论 1) 从 整 个 试 验 过 程 来 看, 无 洞 叠 合 剪 力 墙 与 普 通 剪 力 墙 的 受 力 过 程 破 坏 模 式 相 似, 各 抗 震 性 能 指 标 如 滞 回 曲 线 骨 架 曲 线 刚 度 退 化 等 均 相 近 2) 由 墙 体 的 破 坏 形 态 可 以 看 出 : 叠 合 剪 力 墙 的 受 力 性 能 与 普 通 剪 力 墙 相 当, 墙 体 裂 缝 主 要 表 现 为 墙 体 下 半 部 沿 对 角 线 方 向 形 成 的 X 形 交 叉 斜 裂 缝, 墙 体 上 半 部 分 基 本 完 好 3) 试 验 结 果 表 明 叠 合 剪 力 墙 具 有 较 好 的 延 性, 延 性 系 数 略 低 于 普 通 剪 力 墙 4) 在 整 个 试 验 过 程 中, 叠 合 墙 体 的 预 制 面 与 现 浇 面 交 接 处 均 未 出 现 竖 向 劈 裂 裂 缝, 并 且 通 过 试 验 所 得 的 各 项 指 标 均 表 明 剪 式 支 架 的 连 接 能 使 预 制 部 分 与 现 浇 混 凝 土 形 成 整 体 共 同 工 作, 承 受 外 部 荷 载 参 考 文 献 : [1] 刘 霞, 叶 燕 华, 王 滋 军, 等. 新 型 钢 筋 混 凝 土 叠 合 结 构 体 系 研 究 [J]. 混 凝 土,2010(7):124-126. [2] 王 滋 军, 刘 伟 庆, 叶 燕 华, 等. 一 种 适 合 工 业 化 生 产 的 节 能 建 筑 结 构 体 系 : 中 国,ZL200920044967 4[P].2010-02-24. [3] 卢 吉 松. 节 能 环 保 型 钢 筋 混 凝 土 叠 合 结 构 体 系 墙 体 抗 震 性 能 试 验 研 究 [D]. 南 京 : 南 京 工 业 大 学,2010. [4] 卢 吉 松, 王 滋 军, 刘 霞, 等. 节 能 结 构 体 系 综 述 [J]. 新 型 建 筑 材 料,2010(5):54-59. [5] 魏 威, 叶 燕 华, 王 滋 军. 新 型 钢 筋 混 凝 土 叠 合 剪 力 墙 抗 震 性 能 试 验 研 究 [J]. 混 凝 土,2011(6):15-18. [6] 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部.JGJ101 96 建 筑 抗 震 试 验 方 法 规 程 [S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2003. [7] 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部.JGJ3 2002 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 [S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2002. [8] 中 华 人 民 共 和 国 住 房 和 城 乡 建 设 部.GB50011 2010 建 筑 抗 震 设 计 规 范 [S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2011.