预应力装配混凝土复合墙板抗震性能试验研究

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发布时间：2021-09-04

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预应力装配混凝土复合墙板抗震性能试验研究
秦士洪，何登伟，陈鹏，张瀑
(1．重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆，400045；
2．四川省建筑科学研究院，成都610081)
摘要：结合砌体结构的发展现状和住宅产业化的发展趋势，提出一种“预应力装配混凝土复合墙
板”，以期望在中小城镇低层建筑民用房屋中发展一种新的结构形式来对砌体结构进行补充。为了
考察该复合墙板的抗震性能，对2块不同预应力度的试件进行了拟静力试验。得到了相应试件的
抗震性能指标，显示该墙板具有较好的承载能力和变形性能，分析认为所提出的墙板可以达到8度
区低层民用房屋的应用要求，可以作为砌体承重墙的一种替代形式，并且对该墙板相关构造提出了
改进建议。
关键词：预制装配结构；抗震性能；拟静力试验；混凝土复合墙板；住宅产业化
中图分类号：TU375 文献标志码：A 文章编号：1674—4764(2016)01—0001—08
Experimental analysis on seism ic behavior of prefabricated
concrete com posite walls
Qin Shihong ，He Dengwei ，Chen Peng ，Zhang Pu
(1．Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area，Ministry of Education，
Chongqing U niversity，Chongqing，400045；2．Sichuan Institute of building research，chengdu，610081)
Abstract：Based on the present situation of masonry structure and the development of housing
industrialization，W e proposed an invonative unbonded post—tensioned precast concrete composite wall to
develop a new structure form in the low—rise civil construction． W e studied two specimens with various
levels of pre—-stressing were studied experimentally by the quasi— static test system to investigate the seismic
behavior of the com posite wall and obtained the seismic behavior indexes of corresponding specim ens． The
results show that the walls have better bearing capacity and good ductility．They could meet the application
requirements of the low—-rise building in eight——intensity area and be used as an alternative of masonry load——
bearing wall structure．W e also presented some suggestions about the structure forms of the compostie
wal1．
Keywords：prefabricated structure； seismic behavior； quasi—static test； concrete composite wall；
housing industrialization
收稿日期：2015—07—28
基金项目：中央高校基本科研业务费科研专项(106112014CDJZR200005)
作者简介：秦士洪(1954一)，男，教授，主要从事预应力与砌体结构研究，(E-mail)qinshihong_126．com。
Received：2015-07—28
Foundation item：Fundamental Research Funds for the Centra1 Universities(No．106112014CDJZR200005)
Author brief：Qin Shihong(1954一)，professor，main research interests：pre—stressed structure and masonry structure，(E
mail)qinshihong_ 126．com．
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土木建筑与环境工程第37巷
砌体材料由于其地方性、经济性和可操作性，
使其具有广泛的应用范围，不论在民用还是工业建
筑中都有其适用之处。根据2011年左右的统计，
砌体仍然占有7O％以上的建造面积口]。砌体基本
上是手工方式砌筑，施工劳动量大，且由于粘土砖
需要粘土制造，占用较多的农田，故国务院提出
“限粘禁实”的政策，这使得砌体的发展受到了一
定的影响。
另一方面，随着中国经济社会发展的城镇化和
工业化的深入，作为国民经济支柱产业的建筑业迫
切需要产业现代化转型升级。2006年建设部颁布
了《国家住宅产业化基地实施大纲》，2013年国务
院办公厅出台了《绿色建筑行动方案》等文件，这
促进了近年来国内装配式住宅的研究开发。本文
结合这种发展方向提出了一种“预应力装配混凝
土复合墙板”。
预应力作为一种具有较好恢复性能的装配手段
在装配式剪力墙结构体系中较常用，通常的连接方
式有竖向和水平无粘结预应力筋连接。比如美日联
合项目PRESSSl2。提出的一种竖向通过后张无粘
结预应力装配式剪力墙结构，试验研究显示该体系
具有较好的抗震性能和自恢复性能。Smith等_4蜘
对竖向通过无粘结预应力筋装配的墙板进行了试验
和数值分析，表明该连接方式墙板具有较的抗震性
能，并且Smith等对开洞剪力墙采用了同样的装
配方式进行试验，取得了相似的成果。Kurama等_7]
通过水平无粘结预应力筋将墙板连梁进行连接，进
行了11个1／2缩尺试件的抗震试验，表明破坏主要
发生在墙体与连梁的连接节点的破坏，墙体自恢复
性能较好。孙巍巍等[8 结合中国现状进行的相似
的连梁和墙肢试验及数值分析研究，试件通过水平
无粘结预应力来装配。表明在合理的设计下，可以
使得破坏主要发生在连梁与墙肢的连接结合部位，
同时，墙体具有较好的恢复性。
本文提出一种新型的水平无粘结预应力筋直接
对墙板装配的剪力墙，并对两片拼装墙板进行抗震试
验研究，其主要目的：1)研究所提出的拼装墙板的性
能指标，以验证所提出的拼装方式的可靠性；2)观察
该墙板在水平和垂直双向荷载作用下的裂缝开展部
位、形态发展规律，以及墙体的破坏机制；3)考察该墙
板的抗震性能，与类似高宽比的砌块砌体墙对比，评
估该墙板可否作为砌体承重墙的一种替代形式。
1 试件设计制作及试验方法
1．1 试件设计制作
1．1．1 试件尺寸考虑到构件的标准化生产和预
制构件加工模板情况，以及试验场地的大小等因素，
参考类似高宽比砌块砌体墙的试验研究文献，确定
装配墙板单元及装配后试件的尺寸如图1及图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。