再生混凝土低矮剪力墙抗震试验及分析

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1、第37卷第3期北京工业大学学报Vo】．37No．32011年3月JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYMar．201l再生混凝土低矮剪力墙抗震试验及分析曹万林，刘强，张建伟，张亚齐，尹海鹏(北京工业大学建筑工程学院，北京100124)摘要：为了研究再生粗骨料和细骨料掺量对剪力墙抗震性能的影响，对5个剪跨比为1．0的再生混凝土低矮剪力墙进行了低周反复荷载试验，包括1个普通混凝土剪力墙、3个再生混凝土剪力墙及1个加配暗支撑的再生混凝土剪力墙．对比分析了各剪力墙的承载力、刚度、延性、滞回特征、耗能能力及破坏特征

2、，并进行了承载力计算．研究表明，掺入再生粗骨料的再生混凝土低矮剪力墙的抗震性能和普通剪力墙相差不多，再生粗骨料的掺量对剪力墙的性能影响不大，再生细骨料的掺量对剪力墙的性能影响稍大，加配暗支撑钢筋的再生混凝土剪力墙抗震性能明显提高．关键词：再生混凝土；低矮剪力墙；抗震性能；承载力中图分类号：Tu375文献标志码：A文章编号：0254—0037(2011)03—0409—09目前，我国建筑垃圾的数量已经占到城市垃圾总量的30％～40％，而其中最重要的组成部分是废弃混凝土．与此同时，大量的天然砂石骨料被不断开采，天然骨料资源亦将趋于枯竭．再生混凝土

3、技术是一项将废弃混凝土块破碎、清洗、分级后，按照一定的比例混合而制成再生混凝土骨料，然后将再生骨料部分或全部代替天然骨料配制成混凝土的技术。．日本和欧洲对废弃混凝土的再生利用研究较早，且已有成功应用于路面和建筑结构的例子．我国也有许多学者对再生混凝土的性能做了研究．在建筑结构中，剪力墙结构体系是一种应用较广泛的结构形式．从节约资源，保护环境方面来看，将再生混凝土运用于剪力墙结构的研究具有非常重要的现实意义，再生混凝土技术应用于剪力墙结构具有广阔的前景．本文设计了1个普通混凝土低矮剪力墙和4个再生混凝土低矮剪力墙，进行了抗震性能试验及承载力计算

4、，分析了再生混凝土低矮剪力墙的承载力、刚度、延性、耗能及破坏特征，重点分析了再生粗骨料掺量、再生细骨料掺量及暗支撑对再生混凝土低矮剪力墙的影响．1试验概况设计了5个剪跨比为1．0的混凝土低矮剪力墙试件，试件均为一字形截面，其轴压比为0．2．试件编号分别为RCSW1．0—1～RCSW1．0-5．前4个试件配筋形式完全相同，边缘构造均采用暗柱，主筋为48，箍筋采用中4@70，墙体配筋率均为0．25％，竖向分布筋和水平分布筋均采用6@140；试件5在上述配筋的基础上，加设了x形钢筋暗支撑．在混凝土材料上，RCSW1．0—1采用普通混凝土，RCSW1

5、．0—2和RCSW1．0-3分别采用粗骨料取代率为50％和100％的再生混凝土，RCSW1．0—4和RCSW1．0—5采用粗骨料和细骨料取代率均为100％的再生混凝土，试件的基本设计参数和配筋图分别见表1和图1．试件的基础和加载梁用C40普通混凝土浇筑；剪力墙墙体混凝土和钢筋的材料力学性能分别见表2和表3．本次试验采用施加低周反复荷载的加载方式．先施加一个竖向力P=457．6kN，保持其在试验过程中收稿日期：2009—03—14．基金项目：北京市科技计划重点项目(D07050601670701)；国家十一五科技支撑计划课题(2008BAJO8

6、B14)；北京市自然科学基金(8102010)．作者简介：曹万林(1954一)，男，河北乐亭人，教授，博士生导师．410北京工业大学学报不变，即控制试件的轴压比为0．2O．然后在距基础顶面1000mm高处用推拉千斤顶施加水平低周反复荷载．加载过程中，弹性阶段用荷载与位移联合控制，弹塑性阶段采用位移控制；用IMP数据采集系统采集荷载、位移及钢筋应变，自动绘制滞回曲线，人工描绘裂缝．试验加载装置及仪表布置见图2．表1试件基本设计参数Table1ParametersofspecimensrI—1II广午隹II。I封2一2●_——_I。。：。蓟量霸蛊

7、一团匦2-21111fa)RCSW1．0—1-RCSW1，0—4(b)RCSW1．0—5图1各试件配筋图Fig．1Steelbardetailsofspecimens表2混凝土材料力学性能Table2Mechanicalpropertiesofconcrete表2中：C30表示普通混凝土的强度等级，RC30表示再生混凝土的强度等级第3期曹万林，等：再生混凝土低矮剪力墙抗震试验及分析4l1滚轴支座门式加载架表3钢筋材料力学性能Table3Mechanicalpropertiesofsteelbar2试验结果及分析图2试验加载装置及仪表布置图2．

8、1承载力实测值及分析Fig．2Testset-up各试件的明显开裂荷载、明显屈服荷载、极限荷载的实测值见表4．其中，F代表明显开裂水平荷载值；F代表正负两向明显屈服