建筑科学与技术

竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

李宁波，钱稼茹，叶列平，等

摘要：目的：为编制相关规程及为工程应用提供依据，完成了4个剪跨比为2.11的竖向钢筋套筒挤压连接的预制剪力墙试件的抗震性能试验研究。方法：采用拟静力试验方法进行预制剪力墙试件的抗震性能试验。试件由加载顶梁、剪力墙和地梁组成。剪力墙高2800 mm、截面厚160 mm。试件PSW1～PSW3的剪力墙为一字形截面，截面长1400 mm，由预制墙体及预制墙体与地梁之间的水平后浇段组成；试件PSW4的剪力墙为T形截面，腹板长1240 mm，翼缘长860 mm，由预制腹板墙体、2片预制翼墙、水平后浇段、预制腹板墙体与预制翼墙之间的竖向后浇段组成。预制墙体和水平后浇段分别高2600 mm（试件PSW4的预制翼墙高2400 mm）和200 mm，伸出预制墙体底面的竖向钢筋与伸出地梁顶面的钢筋在水平后浇段内套筒挤压连接，浇注混凝土后剪力墙与地梁成为整体。试件PSW4的竖向后浇段为T形截面，其翼缘和腹板分别长260 mm和180 mm，浇注混凝土后剪力墙腹板和翼缘成为整体。试件PSW1～PSW4剪力墙的轴压比设计值分别为0.5、0.6、0.2和0.5，试件PSW3的剪力墙两端设置构造边缘构件，其他试件的剪力墙两端设置约束边缘构件。采用一个2500 kN千斤顶在试件顶施加轴压力，采用一个1500 kN作动器通过加载顶梁施加往复水平力，水平作动器的中心线距墙底2950 mm。量测了施加的轴压力和水平力，以及剪力墙的水平位移、裂缝宽度和钢筋应变。结果：4个试件的破坏形态基本相同，以压弯破坏为主，墙底部两端混凝土压坏、剥落，边缘构件端部竖向钢筋压屈，预制墙体与后浇段结合面附近混凝土保护层剥落。试验结束后，除去水平后浇段端部混凝土，检查套筒挤压接头，发现套筒完好无损坏，竖向钢筋无滑移迹象。试件的水平力-位移滞回曲线有一定程度捏拢；峰值后，轴压比小的试件PSW3的水平力下降缓慢，试件PSW2的水平力下降比试件PSW1略快，试件PSW4剪力墙腹板端受压时水平力下降比翼缘受压时下降快。试件剪力墙偏心受压承载力试验值与规范公式计算值之比大于1.0。4个试件的极限位移角都大于1/120，轴压比为0.2的试件PSW3的极限位移角最大，T形截面试件PSW4剪力墙腹板端受压时的极限位移角小于翼缘受压时的极限位移角。随水平位移增大，试件的割线刚度下降，4个试件割线刚度的退化规律基本相同。试件的耗能能力随位移角增大而增大；相同位移角时，一字形截面试件的累积滞回耗能随轴压比减小而减小，T形截面试件的累积滞回耗能大于一字形截面试件。位移角1/1000时，试件PSW2剪力墙边缘构件的竖向钢筋仍为压应变，试件PSW3剪力墙的竖筋最大拉应变约为0.0008；位移角1/300时，试件PSW1～PSW3剪力墙的竖筋已受压屈服、受拉未屈服，试件PSW4剪力墙的竖筋受拉、受压均未屈服；位移角1/200时，试件 PSW1～PSW3剪力墙的竖筋已受拉屈服，试件PSW4剪力墙的竖筋已受压屈服、受拉未屈服；位移角1/100时，试件PSW1～PSW3剪力墙竖筋的最大拉、压应变已大于0.01，试件PSW4剪力墙竖筋最大拉应变接近0.01；位移角小于1/200时，同一竖向钢筋套筒上、下方的应变接近，之后均随水平位移增大而迅速增大。位移角1/1000时，试件PSW2的水平后浇段与地梁结合面、PSW4的预制墙体与水平后浇段结合面均未开裂，试件PSW3的预制墙体与水平后浇段之间裂缝最大宽度为0.14 mm；位移角1/300时，试件PSW2的水平后浇段与地梁之间裂缝最大宽度为 0.37 mm，试件PSW3的预制墙体与水平后浇段之间裂缝最大宽度为0.82 mm，试件PSW4腹板端预制墙体与水平后浇段之间裂缝最大宽度为0.66 mm，翼缘与水平后浇段之间裂缝宽小于腹板端；随位移角增大，裂缝宽度增大。结论：竖向钢筋套筒挤压连接、剪跨比为2.11、不同轴压比的预制剪力墙试件在往复水平力作用下的破坏形态基本相同，以压弯破坏为主；水平荷载—位移滞回曲线有一定程度捏拢；试件的极限位移角大于 1/120，即大于规范规定的现浇剪力墙结构弹塑性层间位移角限值；预制剪力墙的偏心受压承载力可采用现行规范现浇剪力墙的公式计算；套筒挤压连接能有效传递钢筋的拉、压力。套筒挤压连接适用于预制剪力墙竖向钢筋的连接。

来源出版物：建筑结构学报, 2016, 37(1): 31-40

入选年份：2016