装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:黄凤辉
[导读] 摘要:随着近几年我国建筑行业快速发展,越来越多的现代化建筑方式应运而生,其中最为突出的就是装配式混凝土剪力墙抗震性有所提高,这就进一步提高了建筑工程整体质量,同时也有效推动了建筑工程行业现代化发展。
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        摘要:随着近几年我国建筑行业快速发展,越来越多的现代化建筑方式应运而生,其中最为突出的就是装配式混凝土剪力墙抗震性有所提高,这就进一步提高了建筑工程整体质量,同时也有效推动了建筑工程行业现代化发展。那么怎样才能有效展现出装配式混凝土剪力墙的抗震性,相关工作人员在研究总结中就开展了相对应的试验工作,以保证可以有效将其抗震性展现出来。本文就对装配式混凝土剪力墙抗震性能试验进行总结,也希望可以相关工作人员提供帮助。
        关键词:装配式混凝土剪力墙;浆锚钢筋;扣接封闭箍筋;低周反复荷载
        引言:
        当前我国正处于现代化发展进程中,再加上我国能源消耗过剩,所以在发展过程中有关部门就对建筑行业提出了绿色施工的理念,因为我国建筑行业能源消耗长期占据排行榜前三名,因此为了有效提高建筑行业发展效率,推动我国建筑行业长久稳定发展。有关部门就将剪力墙结构应用了起来,以保证可以利用其抗震能极高的优势来提高建筑质量,并为人民群众生命财产安全提供保障,下面笔者就对装配式混凝土剪力墙抗震性能相关试验进行总结。
        一、试件设计及制作
        为了保证整体试验能够能加直观地展现出剪力墙的抗震性能,相关工作人员在试验中就应用与实际工程建设相对应的标号零件,也就是对试件进行了统筹设计。其中混凝土所应用的标号为C35,应用的钢筋标号为HRB400,建筑设计中将水平钢筋模式设计成为了封闭形式,以保证在构件的边缘能够展现出其连续性,工作人员为了保证墙肢能够封闭,就在设计过程中在其中部进行了搭接焊接。设计中表示剪力墙试件(YZ-1)箍筋,应用的是箍筋接口封闭模式,其边缘构件最外侧标号为4Φ16围箍箍筋,同时还在搭接高度范围将其内间距设计成Φ8@50。在实际浇筑过程中工作人员分两个部分对试件YZ-1进行浇筑,在浇筑过程中工作人员首先对预制墙体以及加载梁进行浇筑,其次对基础底座进行浇筑,在基础底座浇筑时还会在其上部预留竖向插筋,最后在装配时制作二十毫米的坐浆层。与此同时,试验人员还设计了现浇剪力墙试件(XJ-1),其设计与自作方式与(YZ-1)相同,只是箍筋标号变成了8@100/50[1]。
        二、试验加载
        (一)加载装置
        在试验过程中,相关工作人员利用一百吨的作动器进行拟静力试验,同时应用千斤顶将底座夹紧,避免在试验过程中出现底座水平滑移的情况。与此同时,相关工作人员还应用张拉精轧螺纹钢施加轴压。在调试过程中保证试件竖向荷载全部为750kN,与轴压的对比数值设为0.1。
        (二)加载方案
        在施工过程中,试验人员利用的控制方式为力-位移混合模式,起初试验人员利用的模式为力荷载加载模式,若是在试验过程中发现混凝土剪力墙边缘构件,也就是混凝土墙的最外侧钢筋屈服后,即可将试验模式转变为位移荷载加载。试验终止的前提为水平荷载已经被调整到试件最大水平荷载的百分之八十五以下,或者在试验过程中发现其无法继续加压时,即可选择停止试验。
        三、试验现象
        本次试验的正负判定为,试件受力方向呈推进表现时为正,若是其受力方向为拉伸时则为负。
        (一)试件XJ-1加载试验现象
        相关试验人员在对试件XJ-1进行试验时,其压力加载初期墙体未发生任何变化,同时其处在弹性阶段,并且墙体的加、卸载曲线无任何较大差异。但是当加载压力达到了200kN后,试件底部就出现了些许裂缝,这也就表明试件已经进入了开裂阶段。当试验压力不断增加,试件的裂缝就愈加明显,直至压力增加到320kN时,其边缘外侧钢筋出现了屈服表现,这就代表试件进入了屈服阶段。试验人员发现试件出现了屈服表现后,就将加载模式变换成了位移加载,试验人员将屈服位移调整为Δy=15mm;当实验继续进行且加载走向了正向7Δy时,被试验加压墙体就出现了明显的根部混凝土压溃现象,同时其最外侧钢筋呈现出了无法继续加压的表现,最终试验结束[2]。


        (二)试件YZ-1加载试验现象
        在对试件YZ-1进行试验总结时,其初期变化状态与XJ-1无明显差别,全部是弹性期变化转化为正向200kN,当提升到200kN之后出现了裂缝,当裂缝出现后继续加压直至钢筋屈服,出现屈服表现后将其荷载转变成为负向350kN。当试件进入屈服阶段后,试验人员就将屈服位移调整到了Δy=15mm,同时将加载模式改变成位移加载;知道加压将其水平位移到86.9mm时,试件的水平拼接根部两端的混凝土严重压溃,金属波纹管及内部竖向钢筋外露,出于安全考虑,试验人员认为试件已不适合继续加载,因此结束了试验。
        四、试验结果分析
        (一)滞回曲线与骨架曲线
        在试验过程中,工作人员将试件XJ-1以及试件YZ-1的滞回曲线与骨架曲线进行了总结,在总结过程中了解到,这两种实践的滞回曲线均表现为反S形,并且其外观表现也相对丰满,其曲线所围面积也很大,因此可以了解到两组试件均具备良好的耗能能力。试验人员通过总结图纸了解到,在试验刚刚开始时,两组试件的滞回曲线均表现出相同的发展状态,且发展状态均趋近于直线,所以可以将其断定为无耗能,直到压力不断增加试件即将呈现出开裂状态时,其滞回环还能够保持相对稳定的发展状态,并且在卸载后还可以了解到其残余变形不明显,试件的滞回环所围面积相对应缩小,因此可以断定为这一阶段两组试件的能耗效果并不明显。但是当试件呈现出屈服表现后,其卸载残余变形就开始加大,同时也能够直观了解到其滞回环所围面积增加,耗能表现也较为突出。当试验进入加载阶段后,在相同荷载位移状态下,试件的最大承载与加载刚度就会在不断循环增加的作用下出现十分明显的退化表现,但是总结中却了解到其卸载刚度未发生明显变化。在试验总结中还可以了解到,其实试件在试验开始阶段其骨架曲线均表现出重合状态,并且曲线的走势也不尽相同,只是在试验后半段其骨架曲线呈缓慢下降状态,这就表明了在试验后期,模型能够表现出较强的位移延性,同时试件也在骨架曲线中表现出了较强的抗震能力[3]。
        (二)承载能力
        在试验过程中工作人员还对试件每一阶段荷载特征值进行了总结。在总结中可以了解到其开裂荷载未发生变化,但是YZ-1型号的其他荷载特征值相比于XJ-1型号明显偏高,就拿峰值荷载来说,这一提升占比就达到了百分之十二,这就表明扣接封闭方式对试件变化起到了控制作用,同时还使混凝土墙受力性能发生了改变。在试验总结中还可以了解到,其实YZ-1整体性强于XJ-1的主要原因就是扣接箍筋的存在,进而提高了YZ-1的受力连续性,也就有效提升了其整体性能。
        (三)耗能能力
        工作人员还总结出了试件各阶段等效黏滞阻尼系数。通过总结可以了解到两个试件起初的耗能能力基本相同,但是在实际应用过程中由于扣接封闭箍筋的问题,使得间接搭接连接性能发生了变化,同时还增加了YZ-1试件的搭接高度间距,最终可以得出结论,即试件YZ-1耗能能力若是与XJ-1相比还是有待加强[4]。
        五、结束语
        通过以上总结可以了解到,在实际应用过程中无论是现浇还是装配式的混凝土墙,其破坏形态与变化规律都不尽相同,表现方式均为钢筋屈服、混凝土压溃。但是若拿承载力来说,装配方式还是强于现浇方式,因为其峰值承载能力要高于现浇百分之十二。但是若利用相同的连接方式对两种混凝土墙进行搭建,其表现方式与应用能效也基本相同,在实验中均可以表现出相对应的抗震性能。
        参考文献:
        [1]朱张峰,郭正兴.考虑竖向与水平接缝的工字形装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].工程力学,2019,36(3):149-158.
        [2]翟亚光,路秋兰,邵英,等.装配式混凝土剪力墙抗震性能试验综述[J].石家庄理工职业学院学术研究,2020(1):13-15.
        [3]沙东,孙建刚,潘宝峰,等.以废弃铺路砖为骨料的再生混凝土大空心剪力墙抗震性能试验研究[J].振动与冲击,2019,38(7):272-284.
        [4]杨书灵.不同连接构造的装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究[J].城市住宅,2020,27(1):245-246.
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