L型钢焊接-混凝土组合剪力墙拟静力试验方案分析

2019-03-26

福建质量管理 2019年17期

(河北科技大学建筑工程学院河北石家庄 050000)

引言

随着建筑结构高度的增加，水平作用的影响越来越大，出现了各种形式的剪力墙及其组成的筒体结构，其中包括双钢板-混凝土组合剪力墙。这种剪力墙结合了钢板和混凝土各自的特点，承载能力高，延性好和横向刚度大、能耗大。目前，国内外对双钢板-混凝土组合剪力墙的理论研究较多，但对试验的设计方法报道较少。本文主要针对L型钢焊接-混凝土组合剪力墙抗震性能试验方案的系统概述。

一、试验方案

(一)试件制作

在机加工车间首先将钢板用折弯机折成四个尺寸为100×200mm和一个100×800mm的L型钢板；运至施工现场将其焊接起来[1]，完成多腔钢板的加工，然后完成混凝土的浇筑。焊接技术要点：下1个L型钢的下端(长度为100mm的一侧)焊接到上1个L型钢的末端(长度为200mm的一侧)，焊缝沿L型钢的长度方向终结，以此类推，拼接成所需墙体的宽度；最后将100×800mm的L型钢的末端(长度为800mm的一侧)焊接到第1个L型钢的上端(长度为100mm的一侧)；100×800mm的L型钢的上端(长度为100mm的一侧)焊接到最后1个L型钢的末端(长度为200mm的一侧)，最后进行余下部分混凝土的浇筑。最终是一个带隔板的一字型双钢板-混凝土组合剪力墙。

(二)试件设计

完成12个足尺模型试件试验，试件均为四腔，截面尺寸为100mm×800mm，高度为1500mm。试件1为BASE构件，其他构件在试件1基础上改变混凝土强度、剪跨比、钢板厚度、钢板强度等参数。

二、L型钢焊接-混凝土组合剪力墙材性试验

(一)钢材材性试验

根据《金属材料室内拉伸试验方法》[2]对钢材进行拉伸试验，并将试件的相同基材分别加工成标准拉伸试验片，每种级别钢材分别拉伸三个试件以获得屈服强度、极限强度、伸长率等数据，将三个试件的拉伸数据平均值作为最终的数据。

(二)混凝土材性试验

钢板内混凝土等级为 C40和C60，根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》[3]的分别制作了3块150mm×150mm×150mm立方体抗压强度试块、3块100mm×100mm×300mm棱柱体抗压强度试块，在与试样混凝土相同条件下养护28天后，测得其立方体抗压强度和棱柱体抗压强度，并将三个试样的平均数据作为最终数据。

三、L型钢焊接-混凝土组合剪力墙加载方案

(一)加载制度

试验加载程序采用全位移加载制度,以屈服位移的倍数为增量循环两次。加载制度为△y、1.5△y、2△y、2.5△y、直至加载至H/30，每级循环2次。

(二)测试内容及测点布置

1.测试内容

①加载点处水平方向的荷载和位移；②钢板在剪力墙关键应力位置的应力分布；③沿剪力墙高度方向的水平位移；④剪力墙试件平面外侧移。

2.测点布置

(1)位移计布置：

①为了获得剪力墙基础的滑移值，在底部基础梁上设置一个水平位移计；②为了在加载试验时消除底部基础的旋转，在试件两侧各设置一个垂直位移计；③为了获得试件在墙体高度上的位移，在试件底部和加载梁底部各设置一个水平位移计；④为了在加载过程中量测试件可能出现的横向位移和钢板局部屈曲，应在试件中间和试件的对角线方向上设置四个侧向位移计。

(2)应变花布置：

①按从右到左(或从左到右)的顺序设置五5个三向应变花，各距离剪力墙底边100mm、200mm、400mm；其中，在两侧边缘约束构件上各设置一个三向应变花；②在垂直方向上按从底部到顶部(或从顶部到底部)的顺序在剪力墙各侧与三向应变花位置等高的地方设置四个单向应变花。