局部變形縫試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂拐鹦阅芗俺休d力研究

劉 卉 楊昕天 劉 虹

(1.長(zhǎng)春工程學(xué)院土木學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130012； 2.長(zhǎng)春電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130022; 3.煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 265500)

局部變形縫試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂拐鹦阅芗俺休d力研究

劉 卉1楊昕天2劉 虹3

(1.長(zhǎng)春工程學(xué)院土木學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130012； 2.長(zhǎng)春電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130022; 3.煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 265500)

針對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置了局部伸縮縫，并把伸縮縫兩側(cè)一個(gè)柱矩作為計(jì)算單元，采用三種方案分別制作了試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并進(jìn)行靜力分析和抗震分析，比較了各組模型的承載力、剛度和耗能能力，最后得出了最優(yōu)方案。

局部伸縮縫，試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，靜力分析，抗震分析

對(duì)于超長(zhǎng)建筑，我國(guó)通常的做法是每隔一定距離留一條伸縮縫，即采取“留縫就不裂”的設(shè)計(jì)原則。但伸縮縫會(huì)導(dǎo)致建筑功能受影響，施工復(fù)雜，震后不易修復(fù)。針對(duì)這種情況，本文提出設(shè)置局部伸縮縫，既能減少裂縫的產(chǎn)生，又避免了整體伸縮縫的不足。本文把伸縮縫兩側(cè)一個(gè)柱矩作為計(jì)算單元，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷撵o力分析和抗震分析。

1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷拇_定

試驗(yàn)制作兩組模型，分別進(jìn)行抗震靜載試驗(yàn)和單調(diào)加載試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以方案1，2，3為原型，每組制作了兩個(gè)模型，每個(gè)模型均抽取變形縫兩側(cè)1個(gè)柱矩為模型單元(見(jiàn)圖1)，以縮尺1/4制作。

2 抗震靜載試驗(yàn)

2.1 加載設(shè)備

實(shí)驗(yàn)采用電液加載伺服加載系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的偽靜力試驗(yàn)加載，加載的反力作用在反力墻上。

2.2 加載方案

加載方法為單向偽靜力加載，在框架的橫向加載水平反復(fù)荷載。以力—位移混合控制加載,即首先控制加載的力，當(dāng)試件達(dá)到屈服狀態(tài)時(shí)，控制模型的位移，直到試件破壞。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

1)承載力。三種模型在地震作用下的極限荷載相差不多。相比較，方案1的極限承載力略低，而方案2，3極限承載力基本相同。

2)剛度。在彈塑性變形階段，方案1變化較大，方案2，3變化較小。在極限荷載時(shí)，方案2，3剛度基本相同，略高于方案1。

3)耗能情況。從試驗(yàn)得到的不同方案模型的滯回曲線(圖2)可知，方案2，3的等效粘滯阻尼系數(shù)基本相等，均大于方案1。

3 單調(diào)加載試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)過(guò)程

1)預(yù)加載。預(yù)加載分為三級(jí)進(jìn)行，正常使用階段荷載的20%

作為每級(jí)加載的幅度。預(yù)加載結(jié)束后，分2級(jí)～3級(jí)卸載。每一級(jí)荷載加載結(jié)束，持荷10 min。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，開(kāi)裂荷載的70%(含自重)作為預(yù)加載的上限，以保證在正式試驗(yàn)時(shí)能夠測(cè)得開(kāi)裂荷載的數(shù)值。

2)正式加載。預(yù)加載卸荷后，開(kāi)始正式加載。正常使用荷載之前，以正常使用荷載的20%作為每級(jí)加載的荷載，一般分5級(jí)；正常使用荷載之后，以正常使用荷載的10%作為每級(jí)加載的荷載；當(dāng)達(dá)到計(jì)算極限荷載的90%時(shí)，再繼續(xù)加載的幅度不大于極限荷載的5%，以便獲得極限荷載的數(shù)值。每級(jí)荷載加完后，停留時(shí)間不少于15 min。

3.2 測(cè)量方案

1)觀測(cè)項(xiàng)目。

觀測(cè)框架結(jié)構(gòu)的最大水平位移及整體變形曲線；在結(jié)構(gòu)處于彈塑性階段時(shí)，應(yīng)變、位移的測(cè)量和描繪，是判定結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和抗震性能的主要依據(jù)。

2)測(cè)點(diǎn)布置。

在每層樓板處設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，以測(cè)量變形情況。在框架柱底設(shè)置電阻應(yīng)變片，以測(cè)量應(yīng)變，計(jì)算出構(gòu)件內(nèi)力。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

基底剪力和頂部位移曲線見(jiàn)圖3～圖5。

1)剛度。從基底剪力和頂部位移曲線可以看出，方案2的剛度退化較慢，方案1，3剛度退化基本同步，三種方案中，變形縫對(duì)剛度的影響較小。

2)延性。結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段以后，變形的能力越大就代表結(jié)構(gòu)的延性越好。從變形和荷載曲線上可以看出：方案2的后期變形能力很好，而方案3基本沒(méi)有測(cè)到后期的變形，這可能跟加載方式和時(shí)間有關(guān)系。方案1的后期變形也較好，但是較方案2差。

4 試驗(yàn)結(jié)論

方案2模型抗震性能最優(yōu)。方案3模型由于加了滑動(dòng)支座，其結(jié)構(gòu)的整體性和抗側(cè)剛度均有所降低，可能導(dǎo)致第一周期為扭轉(zhuǎn)周期，這在抗震設(shè)計(jì)中是不允許的。因此，若采用此方案，需要控制滑動(dòng)支座的數(shù)量。方案1模型承載力和耗能能力略低，故不建議采用。

[1] 孟少平,韓重慶,吳 京.超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本問(wèn)題研究與工程實(shí)踐[J].工業(yè)建筑，2006(5)：62-63.

[2] 張曙光.建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社,2012.

[3] 郭繼武.建筑結(jié)構(gòu)抗震[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

Research on anti-seismic performance of testing models for local deformed joint and its loading capacity

Liu Hui1Yang Xintian2Liu Hong3

(1.CivilEngineeringCollege,ChangchunInstituteofTechnology,Changchun130012,China; 2.ChangchunElectricPowerSurveyandDesignInstitute,Changchun130022,China; 3.YantaiVocationalCollege,Yantai265500,China)

This article in view of the super-long structure set up local expansion joints, and the expansion joints on both sides of the column moment of a cell, use three solutions respectively made a test model, and the static analysis and anti-seismic analysis. Comparing the bearing capacity, stiffness and energy dissipation capacity of each model. Finally it is concluded that the optimal solution.

local expansion joint, test model, static analysis, anti-seismic analysis

1009-6825(2015)28-0052-02

2015-07-13

劉 卉(1980- )，女，講師； 楊昕天(1979- )，男，高級(jí)工程師； 劉 虹(1979- )，女，助教

TU352

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