型钢剪力墙抗震性能试验研究

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1、型钢剪力墙抗震性能试验研究　　摘要冷弯型钢作为剪力墙内的斜撑和暗柱内竖向型钢，可以降低剪力墙中型钢的用钢量，为今后的结构设计提供更多的选择和方案。本文作者做了3片剪跨比为1.8的剪力墙试验。3个试件除了斜撑，其他参数完全一样。本文通过试验分析了冷弯型钢作为内桁架的剪力墙结构的抗震性能，得出结论，设置冷弯型钢斜撑的剪力墙承载能力和延性都有所提高。　　关键词冷弯型钢；剪力墙结构；抗震性能　　中图分类号TU591文献标识码A文章编号1674-6708（2016）166-0208-02　　1冷弯型钢内桁架剪力墙结构　　在混凝土中配置普通型钢和一定的构造钢筋及受力筋形成的

2、钢与混凝土组合结构便是型钢混凝土结构。在普通型钢剪力墙中，以冷弯型钢代替普通热轧型钢作为剪力墙结构的内部桁架（剪力墙两端的暗支撑和剪力墙中部的斜撑形成的型钢骨架），即形成冷弯型钢混凝土剪力墙结构[1]。　　2冷弯型钢内桁架剪力墙结构抗震试验　　2.1试验设计　　本试验采用1/4的缩尺比例[2]，设计了3个相同构件尺寸的冷弯型钢内桁架剪力墙（SRCHW）试件，试件尺寸如图1所示。　　试件混凝土强度为C60，剪跨比1.8，配置有相同的分布钢筋和边柱钢筋，其编号依次是：SRCHW-1、SRCHW-2、SRCHW-3。试件的区别如下：4　　1）SRCHW-1没有设置斜撑

3、，只在墙体配置了分布钢筋，在暗柱里配置了竖向钢筋和竖向冷弯型钢。　　2）SRCHW-2比SRCHW-1多设置了冷弯型钢斜撑，斜撑的形式是角钢。将其锚固在暗柱内的竖向冷弯型钢上，形成型钢骨架。斜撑的配钢率为0.25%。　　3）SRCHW-3在SRCHW-2的基础上将斜撑中的角钢换成了格构式的冷弯型钢。同时，将其锚固在暗柱竖向型钢上，从而形成型钢内桁架。SRCHW-3的斜撑的配钢率和SRCHW-2中斜撑配钢率相同。　　本试验加载采用拟静力试验，竖向加载主要以轴压比计算，水平加载分为力控制和位移控制2个方面。加载时，先施加竖向力，再以水平推力作为控制条件，逐级加载，寻

4、找开裂荷载。之后以水平位移作为控制条件，逐级加载，直至结构破坏。　　2.2试验现象　　2.2.1SRCHW-1试验现象　　当推力增加到100kN时，在墙体右下端出现了一条水平裂缝。当拉力加载到100kN时，在墙体左下端出现了一条水平裂缝。由此可知，开裂荷载为100kN。　　构件破坏时，水平位移Δ=28.0mm。正向加载时，墙体受压区混凝土严重剥落，墙体两端的暗柱中的型钢发生了严重变形。同时，暗柱中的竖向钢筋也有较大变形，墙体发生严重倾斜。此时，水平荷载为206.0kN。反向加载时，破坏特征同正向加载。此时，水平荷载为-202.5kN。因此，构件承受的极限荷载为2

5、04.25kN。构件破坏详图如图2所示。4　　2.2.2SRCHW-2试验现象　　当推力加载到了90kN时，在墙体受拉区出现了一条较长的水平裂缝。当拉力加载到110kN时，在墙体正底部出现了一条水平裂缝。由此可知，开裂荷载为100kN。　　构件破坏时，水平位移Δ=36.0mm。正向加载时，墙体受压区混凝土大范围脱落，在剪力墙体两端的暗柱中，竖向钢筋和型钢都发生了严重变形。此时，墙体也发生了很大倾斜。此时，水平荷载为192.5kN。反向加载时，压区混凝土发生爆裂迸射。同时受拉区外侧的钢筋被拉断。但是，受压脱落的混凝土范围较小，基本集中在墙体的角部，由此可见大部分的

6、压力都由冷弯型钢和竖向钢筋承担。此时水平荷载为-219.6.0kN。因此，构件承受的极限荷载为206.05kN。构件破坏详图如图2所示。　　2.2.3SRCHW-3试验现象　　当推力加载到了150kN时，在墙体受拉区出现了一条很长的水平裂缝。当反向荷载加载到150kN时，在墙体支座附近出现了一条更长的水平裂缝。由此可知，开裂荷载为150kN。　　构件破坏时，水平位移Δ=32.0mm。正向加载时，墙体基座附近出现了较宽的受拉裂缝，墙体倾斜非常严重，有被拔起的趋势。此时，水平荷载为203.0kN。反向加载时，剪力墙两端的暗柱的竖向钢筋和冷弯型钢都有发生弯曲，甚至鼓出

7、。墙体也有很明显的倾斜。此时水平荷载为-224.0kN。因此，构件承受的极限荷载为213.5kN。构件破坏详图2所示。　　3结论　　本文通过3个剪力墙的低周反复荷载试验，得出以下结论：4　　1）3个试件的开裂荷载不同。SRCHW-2和SRCHW-1相同，均为100kN，而SRCHW的开裂荷载较大，为150kN。因此不能确定冷弯型钢作为斜撑可以提高结构的开裂荷载。　　2）与SRCHW-1相比，SRCHW-2和SRCHW-3的水平裂缝较多，斜裂缝较少。破坏时SRCHW-1的水平力为204.25kN，SRCHW-2的水平力为206.5kN，SRCHW-3的水平力为21

8、3.5kN，说明冷弯型钢