网格框架墙体抗震性能试验研究

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1、网格框架墙体抗震性能试验研究摘要：网格框架墙结构是山外部框架和内部肋梁、肋柱及填充材料构成的网格单元组成的新型节能、抗震结构体系，适应了当前建筑节能与建筑抗震的发展趋势，对提高房屋建筑的经济性、安全性有重要意义。本文在其他学者研究成果的基础上，进行了现浇石膏钢筋混凝土网格框架墙体抗震性能的研究，完成了不同高宽比网格框架墙体在水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验，总结了空网格框架墙和石膏填充网格框架墙的受力特点。关键词：网格框架墙体，抗震性能，试验研究，高宽比中图分类号：TU591文献标识码：A4.、八—1刖S钢筋混凝

2、土网格框架墙结构作为一种新型结构体系，其构造复杂、材料多样，导致受力特点和抗震性能不同于传统的框架结构和剪力墙结构。本文采用水平低周反复加载的方法，对网格框架墙体的抗震性能进行研究，设计了两种高宽比分别为0・6和0.8的空网格网格框架墙，用以対比分析高宽比对网格框架墙抗震性能的影响。2网格框架墙试件设计根据试验目的，本次试验共设计5片不同高宽比、不同网格形式的现浇石膏钢筋混凝土网格框架墙。选取某12层职工住宅楼的底层墙休为试验设计原型，采用1/2缩尺模型。试验设计高宽比分别为0.8和0.6的空网格框架墙，用以对比分析

3、不同高宽比对结构工作性能的影响，分析石膏填充対网格框架墙的影响。试件编号及特点见表2.Io表2.1网格框架墙试件设计3网格框架墙抗震性能试验研究3.1滞冋曲线和骨架曲线滞回曲线也称恢复力曲线，是在低周反复荷载作用下，试件的荷载一变形关系曲线。在低周反复荷载试验中，应取荷载一位移曲线各级第一循环的峰点连接起來的包络线作为骨架曲线。骨架曲线在研究非线性地震反应时，能够反映模型受力和变形的关系，集中表现了试验构件在开裂点、屈服点、极限荷载点和极限位移点的性质，能比较明确的反映结构抗裂度、强度和延性特征。结合试件的破坏过程可

4、知：(1)加载初期，滞回曲线基本呈直线，滞回环面积很小，墙体位较小，刚度退化和残余变形不明显，试件处于弹性阶段。(2)随着荷载的继续增加,墙体位移继续增加,但试件SWGQ-1与SWGQ-2由于填充石膏的作用位移增幅较小。(3)屈服后，滞回环呈梭形，包围的面积明显增大，此时墙体位移明显增大，承载力继续增大。(3)随着荷载达到最大承载力，滞冋曲线中部呈一条状，滞回曲线逐渐呈反S形，残余变形量较人，滞回曲线加载段后期斜率逐渐减小，刚度退化显著，此时骨架曲线较为平缓，随着位移的增加，承载力不再上升,并且开始逐渐下降。3.2材

5、料应变1•钢筋应变钢筋应变是分析钢筋在水平低周反复荷载作用下受力过程的主要依据，也是分析网格框架墙破坏过程和破坏形态的重要参考。肋梁端部的受力纵筋，在加载过程中，正向加载与反向加载钢筋应变不对称，反向加载钢筋应变较大，对抗剪承载力贡献较大，在加载至试件屈服时，肋梁钢筋开始屈服。框柱根部和一层肋梁端部的纵筋，在加载初期应变较小，随着荷载加大，正向加载时，山于受拉明显，钢筋应变迅速增大，在加载后期，由于根部开裂，钢筋应变表现为在反复荷载作用下均受拉，即全截面受拉。2.混凝土应变肋柱承受拉压力，应变曲线与试件滞回曲线相似，

6、残余应变较小，在受力过程中处于弹性状态，损伤小，这与试验过程中观察中肋柱裂缝很少,并主要出现在加载至最大承载力之后相符合。框架柱底部混凝土应变随着荷载的增加而增大，在加载初期的反复荷载作用下，表现为正向受压反向受拉，随着荷载的增加，试件整体刚度下降，正向加载混凝上应变迅速增大，反向加载时混凝土应变不再变化，这是由于反向加载时，局部裂缝迅速开展导致混凝土应变不再均匀变化。2.3破坏特征网格框架墙体破坏特点：空网榕框架墙体在水平低周反复荷载作用下，其受力过程一般经历三个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。弹性阶段：肋梁

7、肋柱与框架结构协同工作共同受力，在加载过程中肋梁裂缝首先开展，当肋梁裂缝发展到一定程度后，刚度下降变形增加，框柱开始出现裂缝。弹塑性阶段：肋梁裂缝逐渐增大，肋梁钢筋首先屈服，在肋梁端部形成塑性饺，耗散了部分能量，这对抗農是十分有利的。墙体内力随着肋梁钢筋的屈服，重新进行分布，此时水平荷载主要由框架来承担，塑性变形显著，刚度退化明显。破坏阶段：随着荷载的继续增人，框柱裂缝不断开展，框柱顶部开始出现斜向裂缝，框柱根部裂缝开展迅速，并且柱底混凝土有压碎现象。此时虽然达到极限状态，但仍可承担全部的竖向荷载，有很好的抗倒塌能力

8、。4网格框架墙体抗震性能分析本章以水平低周反复加载试验数据为基础，从承载力、变形和延性、刚度退化、耗能这儿个方面，对比分析了不同高宽比下网格框架墙的基本抗震性能，探讨了洞口和填充石膏对墙体抗震性能的影响。文中给出了网格框架墙各特征荷载点的水平荷载及水平位移，通过对比分析可知：墙体承载力同时受高宽比、洞口和填充石膏的影响，高宽比越小墙体承载力越高