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格构式泡沫混凝土节能墙体受力性能分析
发布日期:2018-7-24 10:07:33 点击数:334新闻来源:

  前言

0
  格构式节能墙体使用肋梁、肋柱及内嵌材料泡沫混凝土形成整体墙板,墙板又与外框架整浇为一体,形成一个完整的受力体系。 在水平荷载作用下格构式节能墙板与外框架共同工作,墙板一方面受到框架的约束作用,
   另一方面又对框架进行反约束,[1]两者相互作用、共同受力、充分发挥各自性能 。
本文通过对两组节能墙体 P-1 及 PJ-1 进行水平低
周反复荷载试验,
     以此来研究墙体的受力性能。
  试验概况
1
  试验的构件设计为带构造柱的框架墙体,墙体尺寸为 1/2 缩尺模型,     每组的墙体尺寸相同,
  试验分为两组:P 组是泡沫混凝土墙体,编号为 P-1;PJ 组是配钢筋网架的泡沫混凝土墙体,
  编号为 PJ-1。 各试件尺寸及配筋见表 1。
试件外框架混凝土强度等级为 C30,框架梁、柱主筋等级为 HRB335,肋梁、柱钢筋、箍筋等级为HPB235; 试件 P-1 和试件 PJ-1 的泡沫混凝土强度等级均为 A3(B07) 级; 试件 PJ-1 内铺有双层钢筋网片,钢筋直径 4mm,间距 200mm,钢筋等级为HPB235。
   加载装置采用水平低周反复加载制度,采用荷载和位移混合控制的加载制度 。 试件在屈服前采用荷载控制,试件屈服后采用位移控制。 判断试件屈服的标准是滞回曲线上出现明显的拐点 。试件屈服后,取此时的位移为屈服位移,接着转为位移控制。 在位移控制阶段,以屈服位移为级差,分级加载,每级循环加载三次,直至墙体达到最大承载力并下降到其最大承载力的 85% 以下时,认为墙体破坏。试验加载装置及测点布置如图 1~2 所示。
   试验破坏过程分析
2
   试验表明,
        格构式节能墙体在试验中的破坏过程分为弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段。
   墙体 P-1 破坏过程
2.1
   弹性阶段: 试验墙体在开始阶段保持良好的弹性工作能力,当水平荷载加到 35kN 时,墙体开始出现第一条沿右下 1/4 墙体对角线的裂缝,随着荷载的继续增加,墙体中出现了沿对角线方向的裂纹 ,但裂缝仍细小,即对刚度影响不大,故格构式泡沫混凝土墙体的受力性能表现为弹性。 其滞回环呈线性,卸载后残余变形很小大当水平荷载加到 60kN 时,受拉外框柱出现水平裂缝, 由于墙体采用整体现浇的形式,
       墙体虽然沿对角线方向裂缝增多,  此时墙体的承载力还处于上升期,但刚度下降很快,塑性变形明显,肋柱中的钢筋应变迅速增大并开始屈服。 破坏阶段: 随着水平荷载的继续增加,两侧边框柱的裂缝宽度增大,墙板上的裂缝数量迅速增加,其裂缝宽度和长度也在增加,同时沿墙板四周与外框架连接四周开始出现裂纹,当水平荷载达到 75kN时,墙板采用的泡沫混凝土开始出现大面积起皮 、剥落现象,
 外框柱受拉钢筋屈服,此后进入位移控制循环阶段,砌块剥落、破碎的现象更加严重。随着墙体 PJ-1 破坏过程
2.2
   弹性阶段: 试验墙体在开始阶段保持良好的弹性工作能力,当水平荷载加到 50kN 时,墙体开始出现第一条沿左上 1/4 墙体对角线的裂缝,但裂缝较细小,且随着荷载的继续增加,墙体并未出现新的裂纹,故此时格构式泡沫混凝土墙体的受力性能仍表现为弹性。其滞回环呈线性,卸载后残余变形很小,墙体也可等效为一种复合材料弹性板,当荷载加到50kN 时,骨架曲线出现了明显的拐点。弹塑性阶段:水平荷载继续增加,墙板四周与外框架出现一圈新的裂纹,但由于外框格其相对于泡此时虽然墙体的刚度下降很快,塑性变形明显,肋柱中的钢筋应变迅速增大并开始屈服 。
 破坏阶段: 随着水平荷载的继续增加,两侧边框柱的裂缝宽度增大,墙板上的裂缝数量迅速增加,其裂缝宽度和长度也在增加,同时沿墙板四周与外框架连接四周开始出现裂纹,当水平荷载达到 75kN时,墙板采用的泡沫混凝土开始出现面积起皮现象 ,外框柱受拉钢筋屈服,此后进入位移控制循环阶段, 破碎的现象更加严重。 当达到 5 Δ时,砌块剥落、随着墙体达到极限状态,所有的荷载基本由外框架承担,墙体中间部分的泡沫混凝土甚至出现大面积整
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