选装配式复合墙板抗震性能试验研究

李艳霞

摘要：为了促进装配式建筑的发展，提出适用于中高层建筑的多层生态装配式混凝土墙，对墙体的抗震性能进行分析，试验过程中制作试件1、试件2、试件3，试件1采用马牙槎，试件2采用粗糙面形式，试件3采用T型槽形式，试验结果表明：试件1的承载力最高，位移延性系数最高，相对来说复合墙体的抗倒塌能力最好。

关键词：复合墙板;抗震性能;滞回曲线

中图分类号：Tu392.1 文献标识码：A 文章编号：100卜5922（2021）02—0123—04

1传统复合墙板存在的问题及改进

传统的复合板为钢筋混凝土夹芯保温樯板，该墙板包括内核保温层、内隔板、外隔板3部分，内隔板和外隔板采用混凝土制作而成，保温层为硬质泡沫塑料，这种墙体在应用过程中主要存在以下2个问题：①板材的生产技术落后，在应用过程中容易产生裂缝，隔音效果也比较差;②不能满足外墙保温复合板的节能要求;因此，为了促进我国选装配式复合墙板的发展，应该研究新型的装配式复合墙结构体系，确保墙体的抗震性能的同时，达到节能环保的要求。本研究中提出的新型的装配式复合墙结构体系如图1所示，主要包括混凝土墙板，暗梁、竖向边缘构件、连接柱等现浇边缘连接构件，现浇或叠合楼板等部分。上下层预制墙板的竖向钢筋通过预埋焊板的可靠方式进行连接，墙板和现浇边缘的接缝设计成马牙槎形式，具有生态节能、经济实用等特点。

2试验概况

2.1试件设计与制作

试验过程中根据“装配式复合墙结构技术规程”对墙体试件进行设计与制作，试件的编号为1～3号，装配式混凝土墙的设计突出生态节能、经济实用的特点，改变影响墙体抗震性能的主要因素，试件的设计如表1所示。布筋的肋格形式全部为3x3，竖向连接采用预埋焊板焊接形式，墙板和现浇边缘的水平连接采用马牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，砌块材料全部选用加气混凝土砌块，对比不同水平连接方式对墙体抗震性能的影响。

试件1～3的制作包括3个步骤，分别为底梁制作、墙板预制、墙体装配整浇3部分，底梁制作时先进行场地找平，然后支底梁模板之后进行现浇混凝土，预埋的底梁焊板平面的高度应该比底梁上平面高出10mm。墙板预制时先找平场地，然后组装钢模板并将钢筋骨架绑扎在一起，之后再放置砌块、墙板焊板预埋、浇筑混凝土。墙体装配整浇主要是进行墙板吊装定位、绑扎边缘构件、焊接及座浆等。焊接时，焊接板的尺寸为150mmXl00mm，与焊板搭接的钢筋直径为10mm，座浆为M20座浆。

2.2材料的物理特性

3个试件的混凝土墙体设计强度等级为C30，混凝土试件进行标准养护28d之后，对混凝土试件的立方体压缩强度值进行测量，其平均强度值为29.3MPa，混凝土的压缩强度为25.2MPa，混凝土的泊松系数为0.2，混凝土的弹性模量为2.1x10⁴MPa。应用的钢筋直径为6mm，钢筋的屈服强、极限强、弹性模量、伸长率分别为367MPa、460MPa、2.1×10⁵MPa、10%。

2.3加载装置及加载方法

在对试件进行抗震性分析时，采用的加载装置如图2所示。

加载过程中，根据实际建设的12层住宅的底层墙体的应压力计算得出轴向压力，设置轴压比为0.2，模型的竖向载荷最大值为700kN，一次性竖向加载700kN分配于分配梁顶面中心位置上，竖向载荷稳定之后，采用液压作动器在试件框架梁水平中心处施加往复水平荷载。为了避免在加载过程中试件出现平面外的失稳情况，在水平加载的垂直方向设置侧向约束支撑。3个试件全部采用低周反复加载的方式，水平载荷采用分级施加，每次加载过程中载荷递增30kN，每级荷载加载时进行1次循环，试件屈服之后，以加载点的实测水平位移值作为控制位移，每级循环3次知道构件被破坏。

2.4应变数据采集

在竖向千斤顶上和水平千斤顶的顶端都部署压力传感器，竖向边缘构件侧面布置水平拉线位移计，分析墙体的变形形态和墙体的形变能力，布置的位移计见图3。位移计布置于墙体的端部、中部、底部。

3实验结果分析

3.1试验过程及现象

试件1、2、3墙板和现浇边缘的水平连接采用马牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，试件1采用马牙槎，试件2采用粗糙面形式，试件3采用T型槽形式，在试验中，在对试件1、试件2、试件3一次性竖向加载700kN载荷时，没有明显变化，竖向载荷稳定之后，水平载荷每级增加30kN开始加载。

试件1当水平载荷达到270kN时，墙体两侧的边缘约束构件遭到破坏，开始出现裂缝，部分裂缝较大，贯穿南北，当载荷继续增大至360kN时，复合墙板的约束构件马牙槎连接处出现明显的裂缝，之后再增大载荷，墙体底部座浆层裂缝进一步扩大，当载荷达到450kN时，马牙槎处出现的裂缝进一步加宽，角部混凝土出现压碎、脱落现象，并且伴有明显的脆响，此时水平方向的加载已经到达极限。位移控制的循环加载阶段，当水平位移达到20mm的循环阶段时，墙体承载力达到了极限。试件2当载荷继续增大至330kN时，复合墙板的约束构件连接处出现明显的裂缝，之后再增大载荷，墙体底部座浆层裂缝进一步扩大，当载荷达到420kN时，约束构件连接处处出现的裂缝进一步加宽，伴有明显的脆响，水平方向的加载已经到达极限。位移控制的循环加载阶段，当水平位移达到22mm的循环阶段时，墙体承载力达到了极限。试件3当水平载荷达到240kN时，墙体两侧的边缘约束构件遭到破坏，开始出现裂缝，部分裂缝较大，贯穿南北，当载荷达到420kN时，水平方向的加载已经到达极限。位移控制的循环加载阶段，当水平位移达到18mm的循环阶段时，墙体承载力达到了极限。

3.2滞回曲线

滞回曲线是是分析结构抗震性能的主要指标依据，本研究中试件顶点水平力P一位移△的滞回曲线见图4～6，图4～6中正向加载时为推力，反向加载时为拉力。根据图4～6可知，试件1、2、3的滞回曲线都呈现梭型，出现了不同程度的捏拢现象，当加载的载荷较小时，试件1、2、3滞回环包围的面积很小，试件的结构耗能和残余变形都较小，试件屈服前加载曲线斜率变化小。由于试件1、2、3墙板和现浇边缘的水平连接采用马牙槎、粗糙面、T型槽等不同形式，试件1采用马牙槎，试件2采用粗糙面形式，试件3采用T型槽形式，因此，3个试件的滞回特点不同：对于同一级加载下的曲线，试件1的承载力比试件2、试件3更高，表明试件1复合墙板的支撑作用更好。试件1加载初期刚度大，裂缝出现晚，试件2的极限位移最大。综上，试件1的承载力最高。

3.3位移延性分析

延性系数也是衡量构建抗震性能的一个重要指标，是指骨架曲线下降到0.85Fmax时所对应的极限位移与屈服位移的比值，试件1、2、3的位移延性系数见表2。根据表2可知，试件1、2、3的位移延性系数相差不大，试件1的位移延性系数最高，相对来说复合墙体的抗倒塌能力最好。

4结语

文章主要分析了选装配式复合墙板抗震性能，通过设置不同试件的墙板和现浇边缘的水平连接形式进行试验分析，结果表明试件1墙板和现浇边缘的水平连接形式采用马牙槎的抗震性能最好，具有一定的应用前景。在今后的研究中，将继续分析试件的应变能力、耗能能力、變形能力、刚度退化等，为复合墙体在实践中的应用提供更多的理论数据。