豎向鋼筋套筒擠壓連接的預制鋼筋混凝土剪力墻抗震性能試驗研究

李寧波，錢稼茹，葉列平，等

摘要：目的：為編制相關規(guī)程及為工程應用提供依據(jù)，完成了4個剪跨比為2.11的豎向鋼筋套筒擠壓連接的預制剪力墻試件的抗震性能試驗研究。方法：采用擬靜力試驗方法進行預制剪力墻試件的抗震性能試驗。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，由預制墻體及預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，由預制腹板墻體、2片預制翼墻、水平后澆段、預制腹板墻體與預制翼墻之間的豎向后澆段組成。預制墻體和水平后澆段分別高2600 mm（試件PSW4的預制翼墻高2400 mm）和200 mm，伸出預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剪力墻的軸壓比設計值分別為0.5、0.6、0.2和0.5，試件PSW3的剪力墻兩端設置構造邊緣構件，其他試件的剪力墻兩端設置約束邊緣構件。采用一個2500 kN千斤頂在試件頂施加軸壓力，采用一個1500 kN作動器通過加載頂梁施加往復水平力，水平作動器的中心線距墻底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、裂縫寬度和鋼筋應變。結果：4個試件的破壞形態(tài)基本相同，以壓彎破壞為主，墻底部兩端混凝土壓壞、剝落，邊緣構件端部豎向鋼筋壓屈，預制墻體與后澆段結合面附近混凝土保護層剝落。試驗結束后，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水平力下降比翼緣受壓時下降快。試件剪力墻偏心受壓承載力試驗值與規(guī)范公式計算值之比大于1.0。4個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的極限位移角小于翼緣受壓時的極限位移角。隨水平位移增大，試件的割線剛度下降，4個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，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，試件PSW2剪力墻邊緣構件的豎向鋼筋仍為壓應變，試件PSW3剪力墻的豎筋最大拉應變約為0.0008；位移角1/300時，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，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，試件PSW1～PSW3剪力墻豎筋的最大拉、壓應變已大于0.01，試件PSW4剪力墻豎筋最大拉應變接近0.01；位移角小于1/200時，同一豎向鋼筋套筒上、下方的應變接近，之后均隨水平位移增大而迅速增大。位移角1/1000時，試件PSW2的水平后澆段與地梁結合面、PSW4的預制墻體與水平后澆段結合面均未開裂，試件PSW3的預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，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。結論：豎向鋼筋套筒擠壓連接、剪跨比為2.11、不同軸壓比的預制剪力墻試件在往復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)澆剪力墻結構彈塑性層間位移角限值；預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制剪力墻豎向鋼筋的連接。

來源出版物：建筑結構學報, 2016, 37(1): 31-40

入選年份：2016