預(yù)制輕混凝土約束墻片抗震性能研究.pdf

1、預(yù)制輕混凝土約束墻板結(jié)構(gòu)是一種適用于我國(guó)村鎮(zhèn)低、多層住宅的新型結(jié)構(gòu)體系。它由輕混凝土預(yù)制空心墻板與外圍構(gòu)造柱、圈梁等約束構(gòu)件組成承重墻體，采用預(yù)制疊合板作為承重樓板。其中，輕混凝土預(yù)制空心墻板作為承重墻體兼具承重與保溫雙重功能；外圍約束構(gòu)件則通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接方式將內(nèi)部多塊墻板約束并連接成為整體，形成約束墻板結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)相比，這種新型結(jié)構(gòu)技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文以江蘇省科技支撐計(jì)劃“預(yù)應(yīng)力拼裝預(yù)制輕骨

2、料混凝土活動(dòng)板房”項(xiàng)目（編號(hào)：BE2010643）為依托，通過(guò)試驗(yàn)研究與數(shù)值分析，對(duì)預(yù)制輕混凝土約束墻片的抗震性能展開(kāi)研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）先對(duì)弱框架填充墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究，以做為預(yù)制輕混凝土約束墻片研究的對(duì)比和參照。共完成了1個(gè)純框架試件和3個(gè)弱框架填充墻試件的擬靜力試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：輕混凝土預(yù)制空心墻板的填入使得框架的承載力和剛度有大幅的提升，最大抗剪承載力提升了3.1倍，初始剛度提升了2.9倍。

3、弱框架填充墻結(jié)構(gòu)的最終破壞形態(tài)為內(nèi)部墻片上端兩個(gè)角部的壓碎破壞。這表明，其內(nèi)部墻板的強(qiáng)度未能得到充分的發(fā)揮,還需要進(jìn)一步改善墻板與框架間的連接方式。
　　（2）為尋找適用于預(yù)制輕混凝土約束墻板結(jié)構(gòu)的最佳連接方式，本文對(duì)采用弱連接方式的預(yù)應(yīng)力拼裝墻片、全預(yù)制漿錨插筋墻片和采用強(qiáng)連接方式的后澆圈梁墻片、后澆邊緣構(gòu)件墻片，共計(jì)四類墻片進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用預(yù)應(yīng)力拼裝和全預(yù)制漿錨插筋這兩種弱連接方式的墻片整體性和共同工作

4、性能相對(duì)較差。其中預(yù)應(yīng)力拼裝墻片的最大水平承載力僅為弱框架填墻對(duì)照組墻片的48.5％，初始剛度為58.7%。兩者的最終破壞形態(tài)均為豎向連接部位脆性斷裂導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。建議在設(shè)計(jì)施工時(shí)對(duì)這兩種連方式下的豎向連接部位進(jìn)行加強(qiáng)處理。采用后澆圈梁和后澆邊緣構(gòu)件這兩種強(qiáng)連接方式的墻片整體性相對(duì)較好，約束構(gòu)件與內(nèi)部墻板能夠良好地共同工作。與對(duì)照組的弱框架填充墻相比較，后澆圈梁構(gòu)件墻片的最大抗剪承載力提升了14%、初始剛度提升了17%，后澆邊緣構(gòu)

5、件墻片最大抗剪承載力提升了23%、初始剛度提升了19.8%。兩者的破壞形態(tài)均為墻片中產(chǎn)生約45°方向的主裂縫，且裂縫貫穿墻板與約束構(gòu)件，構(gòu)造柱上橫貫裂縫也充分發(fā)展。同時(shí)，后澆圈梁墻片與后澆邊緣構(gòu)件墻片在強(qiáng)度、剛度方面大致相當(dāng)，約束效果相差不大，可以采用預(yù)制構(gòu)造柱的方式簡(jiǎn)化施工程序。
　?。?）利用 ABAQUS有限元軟件對(duì)后澆邊緣構(gòu)件墻片進(jìn)行數(shù)值仿真分析。數(shù)值仿真中研究了軸壓比、高寬比、構(gòu)造柱柱距等因素對(duì)墻片力學(xué)性能的影響。數(shù)值仿

6、真與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明：數(shù)值仿真所采用的計(jì)算參數(shù)、計(jì)算方法能夠較為真實(shí)反映墻片內(nèi)力和變形發(fā)展的過(guò)程。軸壓比的增大能夠提升墻片的水平抗剪承載力，但增加幅度逐漸減小。高寬比對(duì)墻片水平抗剪承載力有較大的影響，隨著墻片寬度的增加，外圍約束構(gòu)件對(duì)內(nèi)部墻板的約束能力逐漸下降。柱距對(duì)墻片的水平抗剪承載力的影響相對(duì)較小，每增加一根構(gòu)造柱承載力提升約8%。
　?。?）在試驗(yàn)結(jié)果分析和ABAQUS有限元分析的基礎(chǔ)上，對(duì)采用后澆邊緣構(gòu)件連接方式的預(yù)制輕

7、混凝土約束墻片的內(nèi)力計(jì)算方法進(jìn)行了初步的探討，提出其最大抗剪承載力的計(jì)算公式，為預(yù)制輕混凝土約束板結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。
　?。?）綜合對(duì)各類墻片進(jìn)行施工工藝、破壞形態(tài)、力學(xué)性能三個(gè)方面的比較。通過(guò)比較分析，本文認(rèn)為后澆圈梁和后澆邊緣構(gòu)件這兩種連接方式比較適用于預(yù)制輕混凝土約束墻板結(jié)構(gòu)體系。這兩種連接方式施工工藝均較簡(jiǎn)單，便于在村鎮(zhèn)等技術(shù)力量薄弱的地區(qū)推廣。最終破壞時(shí)柱裂縫與墻板裂縫相互貫通，表明二者共同工作性能良好。