豎向鋼筋套筒擠壓連接的預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究

李寧波，錢稼茹，葉列平，等

摘要：目的：為編制相關(guān)規(guī)程及為工程應(yīng)用提供依據(jù)，完成了4個(gè)剪跨比為2.11的豎向鋼筋套筒擠壓連接的預(yù)制剪力墻試件的抗震性能試驗(yàn)研究。方法：采用擬靜力試驗(yàn)方法進(jìn)行預(yù)制剪力墻試件的抗震性能試驗(yàn)。試件由加載頂梁、剪力墻和地梁組成。剪力墻高2800 mm、截面厚160 mm。試件PSW1～PSW3的剪力墻為一字形截面，截面長1400 mm，由預(yù)制墻體及預(yù)制墻體與地梁之間的水平后澆段組成；試件PSW4的剪力墻為T形截面，腹板長1240 mm，翼緣長860 mm，由預(yù)制腹板墻體、2片預(yù)制翼墻、水平后澆段、預(yù)制腹板墻體與預(yù)制翼墻之間的豎向后澆段組成。預(yù)制墻體和水平后澆段分別高2600 mm（試件PSW4的預(yù)制翼墻高2400 mm）和200 mm，伸出預(yù)制墻體底面的豎向鋼筋與伸出地梁頂面的鋼筋在水平后澆段內(nèi)套筒擠壓連接，澆注混凝土后剪力墻與地梁成為整體。試件PSW4的豎向后澆段為T形截面，其翼緣和腹板分別長260 mm和180 mm，澆注混凝土后剪力墻腹板和翼緣成為整體。試件PSW1～PSW4剪力墻的軸壓比設(shè)計(jì)值分別為0.5、0.6、0.2和0.5，試件PSW3的剪力墻兩端設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件，其他試件的剪力墻兩端設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。采用一個(gè)2500 kN千斤頂在試件頂施加軸壓力，采用一個(gè)1500 kN作動(dòng)器通過加載頂梁施加往復(fù)水平力，水平作動(dòng)器的中心線距墻底2950 mm。量測了施加的軸壓力和水平力，以及剪力墻的水平位移、裂縫寬度和鋼筋應(yīng)變。結(jié)果：4個(gè)試件的破壞形態(tài)基本相同，以壓彎破壞為主，墻底部兩端混凝土壓壞、剝落，邊緣構(gòu)件端部豎向鋼筋壓屈，預(yù)制墻體與后澆段結(jié)合面附近混凝土保護(hù)層剝落。試驗(yàn)結(jié)束后，除去水平后澆段端部混凝土，檢查套筒擠壓接頭，發(fā)現(xiàn)套筒完好無損壞，豎向鋼筋無滑移跡象。試件的水平力-位移滯回曲線有一定程度捏攏；峰值后，軸壓比小的試件PSW3的水平力下降緩慢，試件PSW2的水平力下降比試件PSW1略快，試件PSW4剪力墻腹板端受壓時(shí)水平力下降比翼緣受壓時(shí)下降快。試件剪力墻偏心受壓承載力試驗(yàn)值與規(guī)范公式計(jì)算值之比大于1.0。4個(gè)試件的極限位移角都大于1/120，軸壓比為0.2的試件PSW3的極限位移角最大，T形截面試件PSW4剪力墻腹板端受壓時(shí)的極限位移角小于翼緣受壓時(shí)的極限位移角。隨水平位移增大，試件的割線剛度下降，4個(gè)試件割線剛度的退化規(guī)律基本相同。試件的耗能能力隨位移角增大而增大；相同位移角時(shí)，一字形截面試件的累積滯回耗能隨軸壓比減小而減小，T形截面試件的累積滯回耗能大于一字形截面試件。位移角1/1000時(shí)，試件PSW2剪力墻邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋仍為壓應(yīng)變，試件PSW3剪力墻的豎筋最大拉應(yīng)變約為0.0008；位移角1/300時(shí)，試件PSW1～PSW3剪力墻的豎筋已受壓屈服、受拉未屈服，試件PSW4剪力墻的豎筋受拉、受壓均未屈服；位移角1/200時(shí)，試件 PSW1～PSW3剪力墻的豎筋已受拉屈服，試件PSW4剪力墻的豎筋已受壓屈服、受拉未屈服；位移角1/100時(shí)，試件PSW1～PSW3剪力墻豎筋的最大拉、壓應(yīng)變已大于0.01，試件PSW4剪力墻豎筋最大拉應(yīng)變接近0.01；位移角小于1/200時(shí)，同一豎向鋼筋套筒上、下方的應(yīng)變接近，之后均隨水平位移增大而迅速增大。位移角1/1000時(shí)，試件PSW2的水平后澆段與地梁結(jié)合面、PSW4的預(yù)制墻體與水平后澆段結(jié)合面均未開裂，試件PSW3的預(yù)制墻體與水平后澆段之間裂縫最大寬度為0.14 mm；位移角1/300時(shí)，試件PSW2的水平后澆段與地梁之間裂縫最大寬度為 0.37 mm，試件PSW3的預(yù)制墻體與水平后澆段之間裂縫最大寬度為0.82 mm，試件PSW4腹板端預(yù)制墻體與水平后澆段之間裂縫最大寬度為0.66 mm，翼緣與水平后澆段之間裂縫寬小于腹板端；隨位移角增大，裂縫寬度增大。結(jié)論：豎向鋼筋套筒擠壓連接、剪跨比為2.11、不同軸壓比的預(yù)制剪力墻試件在往復(fù)水平力作用下的破壞形態(tài)基本相同，以壓彎破壞為主；水平荷載—位移滯回曲線有一定程度捏攏；試件的極限位移角大于 1/120，即大于規(guī)范規(guī)定的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角限值；預(yù)制剪力墻的偏心受壓承載力可采用現(xiàn)行規(guī)范現(xiàn)澆剪力墻的公式計(jì)算；套筒擠壓連接能有效傳遞鋼筋的拉、壓力。套筒擠壓連接適用于預(yù)制剪力墻豎向鋼筋的連接。

來源出版物：建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2016, 37(1): 31-40

入選年份：2016