高强混凝土剪力墙抗震性能及其性能指标试验研究_梁兴文
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E x p e r i m e n t a l s t u d yo ns e i s mi cb e h a v i o r a n dp e r f o r m a n c e i n d e x e s o f h i g h s t r e n g t hc o n c r e t e s h e a r w a l l s
L i a n gX i n g w e n X i nL i D e n gM i n g k e F a n gL i n Z h a n gX i n g h u ( 1.X i a nU n i v e r s i t y o f A r c h i t e c t u r e a n dT e c h n o l o g y , X i a n710055, C h i n a ; 2. N o r t h w e s t e r nA r c h i t e c t u r a l D e s i g nI n s t i t u t e s C o . , L t d , X i a n710003, C h i n a ) A b s t r a c t : I no r d e r t oi m p r o v et h ed e f o r m a t i o nc a p a c i t y o f h i g h s t r e n g t hc o n c r e t e( H S C )s h e a r w a l l s , 5 s p e c i m e n s o f H S Cs h e a r w a l l sw i t hs h e a rs p a nr a t i o so f 1. 5 a n d 1. 0 w e r ed e s i g n e da n dp u ti nq u a s i s t a t i ct e s t sb a s e do nt h e d e f o r m a b i l i t y d e s i g nm e t h o df o r s h e a r w a l l s .B a s e do nt h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t s , t h ef a i l u r ep a t t e r n , f a i l u r em e c h a n i s m a n dd e f o r m a b i l i t y o f m e d i u m h i g ha n dl o w r i s es h e a r w a l l s w e r es t u d i e d .I t i ss h o w nt h a t t h en e wp i e c e w i s ec o n f i n i n g b o u n d a r ye l e m e n ti np l a s t i ch i n g er e g i o n si se f f e c t i v ei ni m p r o v i n gt h ed e f o r m a t i o nc a p a c i t yo fs h e a rw a l l s .T h e d e f o r m a b i l i t y d e s i g nm e t h o df o r s h e a r w a l l si sr e l i a b l et oac e r t a i ne x t e n t .T h er o t a t i o no f p l a s t i ch i n g er e g i o ni sw e l l r e l a t e dt o t h e d a m a g e l e v e l o f s h e a r w a l l s .A c c o r d i n gt o t h ed a m a g el e v e l , t h ep e r f o r m a n c e o f as h e a r w a l l s t r u c t u r ei s d i v i d e di n t o t h r e el e v e l s , i . e . , s e r v i c e a b i l i t y , l i f e s a f e t y a n dc o l l a p s e p r e v e n t i o n .T h e s t o r e yd r i f t r a t i o a n dt h e r o t a t i o n o f p l a s t i ch i n g er e g i o n sc a nb o t hb eu s e da s t h ei n d e x e sf o r c o n t r o l l i n gt h ep e r f o r m a n c eo f s h e a r w a l l s t r u c t u r e s , a n d v a l u e s f o re a c hp e r f o r m a n c el e v e la r ep r o v i d e d .B e h a v i o r so f H S Ca n dn o r m a l s t r e n g t hc o n c r e t es h e a rw a l l sw e r e c o m p a r e d .I t i ss h o w nt h a t t h es e i s m i cb e h a v i o ro f H S Cs h e a rw a l l sc a ns a t i s f yp e r f o r m a n c ed e m a n dp r o v i d e dt h a t r e a s o n a b l e a n de f f e c t i v e s e i s m i c d e t a i l i n g m e t h o d s a r e a d o p t e d a n d s t r e n g t h o f s h e a r w a l l s e c t i o n s a r e d e s i g n e d a c c o r d i n g t o t h ep r i n c i p l e o f s t r o n g s h e a r w e a kf l e x u r a l s t r e n g t h . K e y w o r d s :H S Cs h e a r w a l l s ;p e r f o r m a n c ei n d e x e s ;p i e c e w i s ec o n f i n i n gb o u n d a r ye l e m e n t ;r o t a t i o no f p l a s t i ch i n g e r e g i o n ; s t o r e y d r i f t r a t i o E m a i l :l i a n g x i n g w e n 2000@y a h o o . c o m . c n
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基金项目 : 国家自然科学基金 ( 50678146, 50908187, 51078305) 、高等学 校博士学科点专项 科研 基金 ( 20070703002) 和 陕西省 重点 学科建设专项资金 ( E 01001, E 01003) 作者简介 : 梁兴文 , 硕士 , 教授 收稿日期 :20090318
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1 试验概况
1. 1 试验目的 ① 研究中高 、 低矮高强混凝土剪力墙的破坏机理 及变形性能 ; ②分析剪力墙边缘构件采用分段约束配 箍形式的有效性 ; ③探讨将塑性铰区转角作为弯曲型 剪力墙位移控制指标的合理性 ; ④验证钢筋混凝土剪 力墙的变形能力设计方法 ; ⑤通过试验与分 析 , 确定 剪力墙三个性能水平的位移角分布 。 1. 2 试件设计 本次试验共制作了 5 个悬臂高强混凝土剪力墙试 件 , 混凝 土强度等级为 C 80 ( 配合比 : 水泥 1. 0, 石子 2. 45 , 砂 1. 57 , 水 0. 336, 粉煤灰 0 . 179, 硅粉 0. 068, 减 水剂 0. 021; 水胶比 0. 269) , 实测混凝土立方体抗压强 度平均值为 81M P a 。 截面尺寸 为 1000m m ×100 m m , 加载点高度分别为 1500 m m 和 1000m m , 剪跨比分别为
DO I : 10 . 15951 / j. tmgcxb . 2010 . 11 . 010 第 43 卷第 11 期 2 0 1 0 年 11 月
土 木 工 程 学 报
C HI N AC I V I LE NG I N E E R I N GJ OU RN A L
V o l . 43 N o . 11 N o v . 2010
引 言
钢筋混凝土剪力墙 是一种广泛应 用于房屋建筑 的抗侧力结构构件 , 在高层及超高层建筑的底部若干
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土 木 工 程 学 报
2010 年
层采用高强混凝土剪力墙抵抗水平荷载 , 可以减小剪 力墙厚度 , 提高房屋的使用面积 , 具有明显的经 济效 益和社会效益 。 但是 , 由于高强混凝土的脆性及剪力 墙本身变形能力较差 , 高强混凝土剪力墙的抗震性能 尤其是变形能力有待改善 。 本课题组曾对 4片高强混 凝土剪力 墙试 件 ( 剪 跨比 λ = 2 . 1) 做 了拟 静力 试 验 , 探讨了高强混凝土剪力墙在低周反复水平荷载 作用下的破坏机理 , 对其承载力 、 耗能能力 、变形能力 等进行了系统研究 。 本文拟在上述试验基础上 , 研究 中高 (λ =1. 5) 及低矮 (λ = 1. 0) 剪力墙的抗震性 能 , 通过对 5 片高强混凝土剪力墙的拟静力试验 , 探讨 这两 种剪力墙 的破坏形 态 、破 坏机理以 及变形能 力 等 。 为与我国现行抗震规范
