冷轧带翼钢筋剪力墙结构抗震性能试验研究

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1、第31卷第4期2014年8月华东交通大学学报JournalofEastChinaJiaotongUniversityVol.31No.4Aug.，2014文章编号：1005-0523（2014）04-0082-08冷轧带翼钢筋剪力墙结构抗震性能试验研究陈妍1，3，禹厚勤2，陈忠范3（1.国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215000；2.南京水务集团有限公司，江苏南京210002；3.东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096）摘要：冷轧带翼钢筋（CDB-W）是一种新型的冷轧变形钢筋，

2、该钢筋是以普通低碳热轧钢筋（高线圆盘或棒条）为母材经专门的生产工艺加工而成。冷轧带翼钢筋具有强度高、粘结握裹力强、施工方便等优点，在建筑工程中得到愈来愈广泛的应用。制作了冷轧带翼钢筋混凝土剪力墙结构1/2缩尺模型进行了地震模拟振动台试验，分析了模型的破坏现象，研究了在不同的地震波形和不同的地震烈度下，试验模型的自振频率变化及加速度、位移和应变反应，检验了模型的抗震能力。在试验的基础上进行了相关的理论研究。利用有限元软件ANSYS建立了冷轧带翼钢筋剪力墙模型，进行了相应的结构非线性时程分析。计算结果与实测符合较好。关键词：冷轧带翼钢筋

3、；钢筋混凝土剪力墙；抗震性能；有限元分析中图分类号：TU4文献标志码：A冷轧带翼钢筋的加工工艺是将牌号为HPB235或Q215低碳钢热轧高线园盘条经冷轧或冷搓形成的麻花状变形钢筋，与冷轧扭钢筋不同的是，钢筋轧成矩形截面的同时，在矩形截面的短边刻有“双翼”，然后再进行冷扭，形成连续螺旋状的直条钢筋［1］，冷轧带翼钢筋的外形和截面形状如图1。这种钢筋强度高、粘结握裹力强、锚固可靠、施工方便，而且，钢筋的延性也比其他冷加工钢筋好，是冷轧变形钢筋的一个新品种。冷轧带翼钢筋作为一种新型的冷轧变形钢筋，由于出现时间较晚，早在20世纪30年代，国

4、外就已经出现了冷轧变形钢筋。奥地利和欧洲其他一些国家于1935年使用了“Tor”钢筋，它是将一根表面带有两条纵向对称肋条的热轧钢筋图1冷轧带翼钢筋的外形和截面形状图Fig.1Cross-sectionshapeofCDB-W进行冷扭转，此后，德国也有了这方面的新品种，它是用四根热轧圆钢筋冷扭转后绞合在一起，目的是改善与混凝土的结合性能；荷兰的“Torma”钢筋是先将圆钢筋冷压刻痕，然后冷扭转和拉伸使其形成一条螺旋槽的冷加工钢筋［2］。1985年英国颁布了英国标准技术规程《specificationforcoldreducedste

5、elfortherein⁃forcementofconcrete》（BS4482-1985）。目前，有关的试验和理论研究较少，己有的研究成果如下如下。2005年东南大学的蓝宗建进行了冷轧双翼变形钢筋砼双向板受力性能试验研究［3］。2005年同济大学的张钧林进行了冷扎双翼变形钢筋与砼粘结锚固性能试验研究报告［4］，推导出了钢筋的粘结锚固强度计算公式，计算出了钢筋的锚固长度，为冷轧带翼钢筋的构件设计提供了依据。2006年华南理工大学蔡健完成了冷轧带翼钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋最小配筋率的试验研究［4］。收稿日期：基金项目：收稿日期：

6、2014-05-20基金项目：国家自然科学基金项目（50578039）作者简介：陈妍（1985—），女，工程师，硕士，主要研究方向为土木工程结构设计，防震防灾；陈忠范（1961—），男，教授，作者简介：博士，主要研究方向为工程结构防灾减灾。第4期陈妍，等：冷轧带翼钢筋剪力墙结构抗震性能试验研究83已有的研究表明，冷轧带翼钢筋强度高、粘结握裹力强、锚固可靠、施工方便，适用于工业与民用建筑和一般构筑物中以受弯为主的现浇钢筋混凝土楼板，除去板柱结构中的板。因为无论在高层建筑或各抗震等级结构中，水平板类构件始终不属抗震构件。至于是否可以用

7、作剪力墙的分布筋使用，还需要做进一步的研究。本文对冷轧带翼钢筋混凝土剪力墙结构1/2缩尺模型进行振动台试验研究和理论分析。通过这一研究，分析冷轧带翼钢筋做为分布筋的抗震墙的抗震性能，为进一步推广应用冷轧带翼钢筋提供科学依据［5］。2试件的设计与制作2.1模型结构概况由于振动台承载能力有限，模型取为4个对称布置的、几何尺寸完全一直的L形截面剪力墙组成，4个L形墙肢之间通过连梁和楼板连接。模型的平立剖见图2、图3。模型按1/2（模型尺寸与原型尺寸之比）缩尺，层数为4层，层高1.45m。水平两个方向墙肢中心轴距分别为2100mm，1800

8、mm，墙肢厚度为60mm。水平两向的连梁截面高度均为235mm，连梁截面宽度均为80mm。L形墙肢1~2轴间的墙肢截面高厚比（截面高度与厚度比值）为6.5，墙肢截面高度为520mm，连梁跨度为840mm，连梁跨高比为10.5；A~B轴