選裝配式復合墻板抗震性能試驗研究

李艷霞

摘要：為了促進裝配式建筑的發(fā)展，提出適用于中高層建筑的多層生態(tài)裝配式混凝土墻，對墻體的抗震性能進行分析，試驗過程中制作試件1、試件2、試件3，試件1采用馬牙槎，試件2采用粗糙面形式，試件3采用T型槽形式，試驗結果表明：試件1的承載力最高，位移延性系數最高，相對來說復合墻體的抗倒塌能力最好。

關鍵詞：復合墻板;抗震性能;滯回曲線

中圖分類號：Tu392.1 文獻標識碼：A 文章編號：100卜5922（2021）02—0123—04

1傳統(tǒng)復合墻板存在的問題及改進

傳統(tǒng)的復合板為鋼筋混凝土夾芯保溫檣板，該墻板包括內核保溫層、內隔板、外隔板3部分，內隔板和外隔板采用混凝土制作而成，保溫層為硬質泡沫塑料，這種墻體在應用過程中主要存在以下2個問題：①板材的生產技術落后，在應用過程中容易產生裂縫，隔音效果也比較差;②不能滿足外墻保溫復合板的節(jié)能要求;因此，為了促進我國選裝配式復合墻板的發(fā)展，應該研究新型的裝配式復合墻結構體系，確保墻體的抗震性能的同時，達到節(jié)能環(huán)保的要求。本研究中提出的新型的裝配式復合墻結構體系如圖1所示，主要包括混凝土墻板，暗梁、豎向邊緣構件、連接柱等現(xiàn)澆邊緣連接構件，現(xiàn)澆或疊合樓板等部分。上下層預制墻板的豎向鋼筋通過預埋焊板的可靠方式進行連接，墻板和現(xiàn)澆邊緣的接縫設計成馬牙槎形式，具有生態(tài)節(jié)能、經濟實用等特點。

2試驗概況

2.1試件設計與制作

試驗過程中根據“裝配式復合墻結構技術規(guī)程”對墻體試件進行設計與制作，試件的編號為1～3號，裝配式混凝土墻的設計突出生態(tài)節(jié)能、經濟實用的特點，改變影響墻體抗震性能的主要因素，試件的設計如表1所示。布筋的肋格形式全部為3x3，豎向連接采用預埋焊板焊接形式，墻板和現(xiàn)澆邊緣的水平連接采用馬牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，砌塊材料全部選用加氣混凝土砌塊，對比不同水平連接方式對墻體抗震性能的影響。

試件1～3的制作包括3個步驟，分別為底梁制作、墻板預制、墻體裝配整澆3部分，底梁制作時先進行場地找平，然后支底梁模板之后進行現(xiàn)澆混凝土，預埋的底梁焊板平面的高度應該比底梁上平面高出10mm。墻板預制時先找平場地，然后組裝鋼模板并將鋼筋骨架綁扎在一起，之后再放置砌塊、墻板焊板預埋、澆筑混凝土。墻體裝配整澆主要是進行墻板吊裝定位、綁扎邊緣構件、焊接及座漿等。焊接時，焊接板的尺寸為150mmXl00mm，與焊板搭接的鋼筋直徑為10mm，座漿為M20座漿。

2.2材料的物理特性

3個試件的混凝土墻體設計強度等級為C30，混凝土試件進行標準養(yǎng)護28d之后，對混凝土試件的立方體壓縮強度值進行測量，其平均強度值為29.3MPa，混凝土的壓縮強度為25.2MPa，混凝土的泊松系數為0.2，混凝土的彈性模量為2.1x10⁴MPa。應用的鋼筋直徑為6mm，鋼筋的屈服強、極限強、彈性模量、伸長率分別為367MPa、460MPa、2.1×10⁵MPa、10%。

2.3加載裝置及加載方法

在對試件進行抗震性分析時，采用的加載裝置如圖2所示。

加載過程中，根據實際建設的12層住宅的底層墻體的應壓力計算得出軸向壓力，設置軸壓比為0.2，模型的豎向載荷最大值為700kN，一次性豎向加載700kN分配于分配梁頂面中心位置上，豎向載荷穩(wěn)定之后，采用液壓作動器在試件框架梁水平中心處施加往復水平荷載。為了避免在加載過程中試件出現(xiàn)平面外的失穩(wěn)情況，在水平加載的垂直方向設置側向約束支撐。3個試件全部采用低周反復加載的方式，水平載荷采用分級施加，每次加載過程中載荷遞增30kN，每級荷載加載時進行1次循環(huán)，試件屈服之后，以加載點的實測水平位移值作為控制位移，每級循環(huán)3次知道構件被破壞。

2.4應變數據采集

在豎向千斤頂上和水平千斤頂的頂端都部署壓力傳感器，豎向邊緣構件側面布置水平拉線位移計，分析墻體的變形形態(tài)和墻體的形變能力，布置的位移計見圖3。位移計布置于墻體的端部、中部、底部。

3實驗結果分析

3.1試驗過程及現(xiàn)象

試件1、2、3墻板和現(xiàn)澆邊緣的水平連接采用馬牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，試件1采用馬牙槎，試件2采用粗糙面形式，試件3采用T型槽形式，在試驗中，在對試件1、試件2、試件3一次性豎向加載700kN載荷時，沒有明顯變化，豎向載荷穩(wěn)定之后，水平載荷每級增加30kN開始加載。

試件1當水平載荷達到270kN時，墻體兩側的邊緣約束構件遭到破壞，開始出現(xiàn)裂縫，部分裂縫較大，貫穿南北，當載荷繼續(xù)增大至360kN時，復合墻板的約束構件馬牙槎連接處出現(xiàn)明顯的裂縫，之后再增大載荷，墻體底部座漿層裂縫進一步擴大，當載荷達到450kN時，馬牙槎處出現(xiàn)的裂縫進一步加寬，角部混凝土出現(xiàn)壓碎、脫落現(xiàn)象，并且伴有明顯的脆響，此時水平方向的加載已經到達極限。位移控制的循環(huán)加載階段，當水平位移達到20mm的循環(huán)階段時，墻體承載力達到了極限。試件2當載荷繼續(xù)增大至330kN時，復合墻板的約束構件連接處出現(xiàn)明顯的裂縫，之后再增大載荷，墻體底部座漿層裂縫進一步擴大，當載荷達到420kN時，約束構件連接處處出現(xiàn)的裂縫進一步加寬，伴有明顯的脆響，水平方向的加載已經到達極限。位移控制的循環(huán)加載階段，當水平位移達到22mm的循環(huán)階段時，墻體承載力達到了極限。試件3當水平載荷達到240kN時，墻體兩側的邊緣約束構件遭到破壞，開始出現(xiàn)裂縫，部分裂縫較大，貫穿南北，當載荷達到420kN時，水平方向的加載已經到達極限。位移控制的循環(huán)加載階段，當水平位移達到18mm的循環(huán)階段時，墻體承載力達到了極限。

3.2滯回曲線

滯回曲線是是分析結構抗震性能的主要指標依據，本研究中試件頂點水平力P一位移△的滯回曲線見圖4～6，圖4～6中正向加載時為推力，反向加載時為拉力。根據圖4～6可知，試件1、2、3的滯回曲線都呈現(xiàn)梭型，出現(xiàn)了不同程度的捏攏現(xiàn)象，當加載的載荷較小時，試件1、2、3滯回環(huán)包圍的面積很小，試件的結構耗能和殘余變形都較小，試件屈服前加載曲線斜率變化小。由于試件1、2、3墻板和現(xiàn)澆邊緣的水平連接采用馬牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，試件1采用馬牙槎，試件2采用粗糙面形式，試件3采用T型槽形式，因此，3個試件的滯回特點不同：對于同一級加載下的曲線，試件1的承載力比試件2、試件3更高，表明試件1復合墻板的支撐作用更好。試件1加載初期剛度大，裂縫出現(xiàn)晚，試件2的極限位移最大。綜上，試件1的承載力最高。

3.3位移延性分析

延性系數也是衡量構建抗震性能的一個重要指標，是指骨架曲線下降到0.85Fmax時所對應的極限位移與屈服位移的比值，試件1、2、3的位移延性系數見表2。根據表2可知，試件1、2、3的位移延性系數相差不大，試件1的位移延性系數最高，相對來說復合墻體的抗倒塌能力最好。

4結語

文章主要分析了選裝配式復合墻板抗震性能，通過設置不同試件的墻板和現(xiàn)澆邊緣的水平連接形式進行試驗分析，結果表明試件1墻板和現(xiàn)澆邊緣的水平連接形式采用馬牙槎的抗震性能最好，具有一定的應用前景。在今后的研究中，將繼續(xù)分析試件的應變能力、耗能能力、變形能力、剛度退化等，為復合墻體在實踐中的應用提供更多的理論數據。