施工縫對結(jié)構(gòu)的抗震性能的影響與研究

趙國良 王雷 王誠杰 董成

摘 要：本文以地震中以“強(qiáng)梁弱柱”形式破壞的建筑為背景，以不同的要求對施工縫進(jìn)行處理，通過對不同處理方法的構(gòu)建進(jìn)行對比，來研究其力學(xué)特性。本實(shí)驗(yàn)共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規(guī)范留置施工縫，1根經(jīng)過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設(shè)計(jì)軸壓比進(jìn)行低周反復(fù)試驗(yàn)。闡述了施工縫的不同留置方法對試件的極限承載力、剛度退化等的影響。

關(guān)鍵詞：施工縫;力學(xué)性能;極限荷載;試驗(yàn)研究

1 緒論

歷次地震中，框架結(jié)構(gòu)在梁柱節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)破壞成為較為常見的現(xiàn)象，尤其底部為少墻體、大空間的空間布局結(jié)構(gòu)，柱端留設(shè)施工縫的位置出現(xiàn)壓碎，露出較平滑的柱橫截面。因此，這種現(xiàn)象的出項(xiàng)是否與施工縫設(shè)在此處有關(guān)，值得進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規(guī)范留置施工縫，1根經(jīng)過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設(shè)計(jì)軸壓比進(jìn)行低周反復(fù)試驗(yàn)。闡述了施工縫的不同留置方法對試件的極限承載力、剛度退化等的影響。

2 試驗(yàn)方案

本實(shí)驗(yàn)共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規(guī)范留置施工縫，1根經(jīng)過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設(shè)計(jì)軸壓比做力學(xué)破壞實(shí)驗(yàn)。

2.1 試驗(yàn)材料

（1）混凝土材料：混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30，水泥使用冀東水泥有限公司生產(chǎn)的32.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)骨料為中砂，粗骨料為粒徑5-25mm的碎石。水泥、細(xì)骨料、粗骨料、水配合比為1∶2.34;3.35∶0.69。

（2）鋼筋：試驗(yàn)構(gòu)件配筋縱筋、箍筋的配置完全相同，縱筋使用Φ18鋼筋，箍筋使用Φ6鋼筋。

2.2 試驗(yàn)構(gòu)件

按照三種施工縫的不同處理方式，制作三組試件，每組三個。為了計(jì)算試件的實(shí)際強(qiáng)度，每次澆筑制作3塊尺寸為150×150×150mm的立方體試塊，與試件同條件養(yǎng)護(hù)。

3 力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與機(jī)理分析

滯回曲線：在低周反復(fù)荷載作用作用下，構(gòu)件變形隨著荷載逐級增加，構(gòu)件位移也不斷增大，直至構(gòu)件出現(xiàn)屈服、達(dá)到最大承載力。屈服強(qiáng)度=彈性模量×屈服應(yīng)變，由上面的材料性能可求出鋼筋的屈服應(yīng)變，與屈服應(yīng)變相對應(yīng)的即為屈服位移。據(jù)此可得到各組構(gòu)件的滯回曲線如下圖：

在低周反復(fù)試驗(yàn)過程中，試件在設(shè)備加載作用下都會產(chǎn)生位移，試驗(yàn)中對每根試件在逐級變化的加載力作用下的位移進(jìn)行對應(yīng)記錄，將每根試件的力與位移對應(yīng)關(guān)系畫在橫軸為位移、縱軸為力的坐標(biāo)平面內(nèi)，并將其按照加載路線進(jìn)行連接，每根構(gòu)件都可以得到與其相應(yīng)的力-位移曲線，如上圖所示，也就是通常所說的滯回曲線。通過滯回曲線中極限位移、極限承載力可以比較直觀判斷不同構(gòu)件的力學(xué)性能，通過上圖各構(gòu)件的滯回曲線可以發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（1）在軸壓比（0.4）較小時，施工縫按規(guī)范處理構(gòu)件的力學(xué)性能與蒸澆構(gòu)件無明顯差別，施工縫簡單處理施工縫的構(gòu)件力學(xué)性能明顯不如另兩種。

（2）相較于整澆構(gòu)件與按規(guī)范處理構(gòu)件，施工縫處理簡單構(gòu)件在各軸壓比下，力學(xué)性能都要差一些，但是隨著軸壓比的增加，這種差距越來越小，甚至在高軸壓比時，與另兩者接近。這說明軸壓比可以減輕施工縫，尤其是施工質(zhì)量不佳的施工縫對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，軸壓比的增大對施工縫有利。

（3）通過對整澆構(gòu)件與按要求處理施工縫的構(gòu)件在各軸壓比下進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，兩者力學(xué)性能均比較接近且相似，這說明施工縫如果處理得當(dāng)并不會給構(gòu)件帶來較大影響。

（4）通過對每種施工縫不同處理方法構(gòu)件在三種軸壓比作用下的極限荷載、極限位移比較發(fā)現(xiàn)，隨著軸壓比增大，每種構(gòu)件的極限承載力沒有明顯變化，但極限位移有明顯減小的趨勢。這反映出軸壓比對構(gòu)件延性產(chǎn)生了影響，軸壓比越小延性越好，軸壓比越大延性越差。

4 結(jié)論

通過對三組試件在不同軸壓比下進(jìn)行低周反復(fù)試驗(yàn)，得到了各試件的力學(xué)性能指標(biāo)，在進(jìn)行縱、橫多角度度對比后，可發(fā)現(xiàn)一方面如施工縫位置處理良好，構(gòu)件的承載能力不會出項(xiàng)明顯變化，另一方面隨著高軸壓比增大，施工縫的處理不良帶來的影響會被減弱。因此施工過程中應(yīng)提高對施工縫處理的重視程度，避免因施工縫處理不到位給建筑帶來危害。

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