预应力装配混凝土复合墙板抗震性能试验研究

1、试件设计制作及试验方法


1.1 试件设计制作


1.1.1 试件尺寸

装配墙板单元及装配后试件的尺寸如图1、图2所示，图中单斜线图例表示加气混凝土，点及三角图例表示普通混凝土。






1.1.2 墙板单元配筋

墙板单元的配筋剖面图如图3、图4所示。





材料强度：混凝土的实测抗压强度为44.6 MPa，试件所采用的钢筋实测性能如表1。




1.1.3 墙板装配

首先进行墙板的拼装，在A、B和A’三块板上下横肋相同位置设置预留孔道，然后上下横肋中各穿入一根无粘接钢绞线(?s15.2），通过预应力对墙板进行拼装，拼装张拉控制应力分别取0.5fptk（试件1号）和0.6fptk（试件2号）（其中fptk为钢绞线极限强度标准值1860 MPa）。拼装缝做成企口，采用干接缝。然后把拼装好的整体墙板与地梁进行连接，A和A’型墙板的构造柱底部以及地梁相应位置预埋有钢板，采用焊接连接。为保证整体墙板的垂直度，先在底部用水泥砂浆调平。

1.2 测量方案

测量内容包括变形测量和应变测量。各单元墙板以及整体墙板的变形采用百分表测量，如图5所示。



1.3 加载装置和加载制度

采用悬臂式加载方式，加载装置如图6所示。首先进行竖向力加载，其后在水平力加载的过程中竖向力保持不变，其值为680kN。试验全程采用位移控制加载。水平力加载开始后，先在试件的开裂荷载下循环一次，然后以3mm为级差，每级循环两次，直至试件破坏。水平荷载加载制度如图7所示。






2、试验结果及分析


2.1 破坏过程和破坏形态

各试件的破坏状况见图8及图9。








2.2 滞回曲线和骨架曲线

各试件的滞回曲线和骨架曲线如图10、图11所示。


















2.5 刚度退化

表6为试件各阶段的等效刚度K，其中Kcr、 Ky、 Ku分别代表开裂、屈服、峰值时的刚度。



















2.8 拼装预应力变化

从图15中可以看出，各试件预应力筋的预应力都在逐渐下降，越到加载后期上部预应力筋与下部预应力筋的预应力值越接近，且上部预应力的下降幅度超过了下部。




3、结论

1）与相近高宽比砌体墙体试验结果比较可知，预应力装配复合墙板的抗震性能较好，可以满足在8度区低层建筑中的性能要求，可以作为砌体结构的一种替代形式。2）在反复荷载作用下预应力装配复合墙板的整体工作性能逐渐降低；装配预应力的大小对于墙板的承载力没有明显的影响。3）预应力装配复合墙板与地梁连接可靠性直接影响墙板的工作性能，实际工程中墙板与楼盖水平构件的连接属于同样的问题，需进行专门试验改进。4）本试件所采用的墙板装配企口契合方式对预应力产生了较大的损失，相邻单元墙板之间的拼接缝构造还有待于改进。作者简介秦士洪，重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室何登伟，重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室陈鹏，重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室张瀑，四川省建筑科学研究院

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