裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震性能分析

蔣瓊

摘 要：通過(guò)對(duì)裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)施加擬靜力循環(huán)周期荷載來(lái)模擬水平地震荷載作用，對(duì)結(jié)構(gòu)的荷載反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞：裝配式；結(jié)構(gòu)；抗震

本章主要通過(guò)裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)擬靜力加載得到的試驗(yàn)結(jié)果，按照設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)分組對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行對(duì)比評(píng)定，主要從結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)、骨架曲線、滯回曲線、延性、退化效應(yīng)、耗能系數(shù)等幾個(gè)抗震指標(biāo)入手，考慮墻板類型、連接形式、柔性填充、墻板厚度、門窗開洞對(duì)試件抗震性能的影響。

1 不同因素對(duì)試件破壞形態(tài)的影響

1.1 墻板類型的影響

試驗(yàn)采用了兩種類型的墻板，輕質(zhì)陶粒混凝土類墻板和復(fù)合類墻板試件對(duì)比分組情況如下表1所示。

表1 按墻板類型分組

通過(guò)對(duì)2小組試件試驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，試驗(yàn)結(jié)果表明試件砂漿開裂情況基本相同。在大震位移作用下，框架破壞集中柱底和梁柱節(jié)點(diǎn)處，混凝土被裂縫分割成塊狀。但對(duì)于墻板而言，輕質(zhì)陶粒混凝土類墻板破壞程度大于復(fù)合類的墻板：加載過(guò)程中，JHl50.LLT試件墻板整體出現(xiàn)斜向貫通裂縫，HLl50.LLT試件墻板幾乎沒(méi)有開裂。極限破壞時(shí)，輕質(zhì)陶粒混凝土墻板角部壓碎較重，有的地方鋼筋裸露，復(fù)合類墻板只是角部輕微壓碎。原因是輕質(zhì)陶粒混凝土類墻板剛度較大，變形能力差，所以破壞嚴(yán)重。

1.2 連接形式的影響

裝配式外圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻板與框架梁的連接形式主要采用兩種：一種是墻板上下均采用工廠提前預(yù)制好的4mm鋼連接件進(jìn)行連接，另一種是墻板頂部與項(xiàng)梁通過(guò)鋼連接件進(jìn)行連接，墻板底部與底梁之間通過(guò)墻板配套砂漿進(jìn)行填充。均采用工廠提前預(yù)制好的4mm鋼連接件進(jìn)行連接，另一種是墻板頂部與項(xiàng)梁通過(guò)鋼連接件進(jìn)行連接，墻板底部與底梁之間通過(guò)墻板配套砂漿進(jìn)行填充。對(duì)比試驗(yàn)如表2所示。

表2 墻板連接形式對(duì)比分組

通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比表明，由于試驗(yàn)采用的是擬靜力加載，模擬的地震力作用主要作用于面內(nèi)，所以連接形式對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)影響不大。

1.3 柔性填充的影響

輕質(zhì)陶粒混凝土墻板有無(wú)柔性填充材料試件、復(fù)合類墻板有無(wú)柔性填充材料試件對(duì)比試驗(yàn)的分組如表3所示。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：輕質(zhì)陶粒混凝土墻板結(jié)構(gòu)柔性填充使得砂漿開裂推遲，5mm位移時(shí)JHl50.LL試件砂漿出現(xiàn)裂縫，而增加柔性填充，10mm位移時(shí)墻板頂部砂漿才出現(xiàn)第一條微裂縫；JHl50.LLT試件5塊建華墻板形成一個(gè)整體共同工作，當(dāng)達(dá)到30mm位移時(shí)，墻板整體產(chǎn)生斜向45。貫通裂縫，最后墻板的破壞也主要集中在主斜向裂縫和開裂的第一和第三條板接縫處。而JHl50.LL試件，5塊墻板單獨(dú)變形，板縫全部開裂，墻板裂縫相繼出現(xiàn)，主要集中在墻板角部。輕質(zhì)陶粒混凝土墻板有無(wú)柔性填充試件破壞形態(tài)對(duì)比。對(duì)于復(fù)合類墻板結(jié)構(gòu)：HLl50.LLT試件和HLl50.LD試件破壞形態(tài)相差不大。

表3 柔性填充材料對(duì)抗震性能的影響對(duì)比分組

1.4 門窗開洞的影響

試驗(yàn)考慮了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)開設(shè)門窗洞口的情況，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：JHl50.LLC與JHl50.LL試件的砂漿開裂位移大致相同，但砂漿裂縫主要集中窗洞兩側(cè)整板四周與窗洞頂部墻板砂漿處，窗洞底部割板砂漿裂縫開展較晚。墻板開裂的位移大致相同，JHl50.LL試件在5mm位移時(shí)墻板出現(xiàn)斜向裂縫，JHl50.LLC試件在10mm位移時(shí)出現(xiàn)斜向裂縫，JHl50.LLC試件墻板裂縫主要分布在兩塊整板上，JHl50.LLC試件與JHl 50.LL試件墻板破壞形式。對(duì)于框架的破壞，JHl50.LLC試件框架柱裂縫出現(xiàn)較早，最后的破壞形態(tài)與JHl50.LL試件相同。JI--11 50.LLM試件由于門兩側(cè)鋼板發(fā)生位移，門洞兩側(cè)墻板擠壓破壞較輕，門洞頂部墻板角部有輕微碎裂，墻板、砂漿開裂位移與J/-1150.LLC試件相同。

2 結(jié)構(gòu)抗震性能分析

滯回曲線又稱為恢復(fù)力曲線，能夠反映結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下的剛度退化、變形特征及能量消耗，它是進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析的重要依據(jù)。滯回曲線也呈現(xiàn)多種多樣的形狀，最常見的有梭形、弓形、反S形、Z形等。試驗(yàn)得到了8個(gè)試件O～lOOmm位移加載過(guò)程中的荷載位移滯回曲線。

2.1 墻板類型的影響

通過(guò)JHl50.LD試件和HLl50.LD試件，JHl50.LLT試件與HLl50.LLT試件的滯回曲線的形狀、飽滿程度進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：

1）滯回曲線形狀大致相同：由于試件的破壞柱底為受彎剪破壞，梁柱節(jié)點(diǎn)處為剪切破壞，所以輕質(zhì)陶粒混凝土類墻板和復(fù)合類墻板的滯回曲線形狀均為典型的弓型，卸載后都有一定的殘余變形。

2）滯回曲線中間捏攏：由于框架柱的剪切變形，框架柱底部出現(xiàn)了裂縫張開和閉合的現(xiàn)象，在反向加載時(shí)，只需要施加很小的力就可以使得裂縫閉合，因此，滯回曲線有一定的捏攏現(xiàn)象。

3）曲線飽滿程度不同：輕質(zhì)陶粒混凝土類墻板滯回曲線相對(duì)于復(fù)合類墻板試件較為飽滿，具有更強(qiáng)的耗能能力。

2.2 連接形式的影響

通過(guò)觀察JHl50.LD試件與JHl50.LL試件的滯回曲線發(fā)現(xiàn)，兩試件滯回曲線差別不大，滯回曲線形狀相同，均為標(biāo)準(zhǔn)弓形：加載過(guò)程中滯回曲線捏攏，出現(xiàn)一定的滑移；滯回環(huán)飽滿程度相差不大，耗能能力相同。

2.3 柔性填充的影響

通過(guò)JHl50.LL試件與JHl50.LLT試件，HLl50.LD試件與HLl50.LLT試件的滯回益線的對(duì)比分析可以得出：輕質(zhì)類墻板兩側(cè)增加柔性填充以后，試件加載前期滯回環(huán)形狀相對(duì)飽滿；試件屈服以后，JHl50.LLT試件滯回曲線飽滿程度減小，捏攏現(xiàn)象更為嚴(yán)重。復(fù)合類墻板有無(wú)柔性填充對(duì)試件滯回曲線影響不大，滯回環(huán)形狀均為“弓形”。

參考文獻(xiàn)

[1]邱燦星.帶復(fù)合墻板鋼架的滯回性能研究[D].山東大學(xué)，2011.

[2]臧海濤.復(fù)合墻板與鋼框架連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究[D].山東大學(xué)，2013.