自密实混凝土保温复合剪力墙受力性能试验研究.pdf

2 0 1 2年第 8期 8月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 8 Au g u s t 自密实混凝土保温复合剪力墙受力性能试验研究 李艳艳 一， 戎 贤 ， 张健新 ， ( 1 河北工业大学土木工程学 院， 天津 3 0 0 4 0 1 ； 2 河北省土木工程技术研究中心 ， 天津 3 0 0 4 0 1 ) 摘要 ： 通 过 4片 自密 实混凝 土保 温复合剪 力墙 受力性能 的试验研 究， 其 中第一组为平 面外受 弯试件 ， 第二 组 为受剪试件 ， 研 究垂直插筋和水平斜插筋对 自密实混凝 土保 温复合剪力墙 受力性能的影响 ， 对比分析 了 白密实混 凝 土保温复合剪 力墙 的破 坏特征 、 承载 力、 刚度及插筋的 受力性能等 。 试验结果表 明， 垂直插 筋和水平斜插 形式下的 自 密 实混凝土保 温复合 剪力墙 均具有 良好的受力性能 ， 能满足承 载力和 刚度要 求。与水平斜插 筋相 比 ， 垂 直插 筋能更 好地协调 和约束两侧 自密 实混凝土的 变形 ， 使 试件 具有更高的承载能力和刚度 。 关键词 ： 自密 实混凝土 ； 保 温复合 剪力墙 ； 受弯性能 ； 受剪性能 Ab s t r a c t ：I n o r d e r t o r e s e a r c h t h e e f f e c t o f v e r t i c a l i n s e r t e d s t e e l a n d h o ri z o n t a l i n s e r t e d s t e e l o n me c h a n i c a l b e h a v i o r o f s e l f c 0 mp a c t i n g c o n c r e t e i n s u l a t i o n c o mp o s i t e s h e a ri n g w a l l ，t h e s h e a r i n g wa l l s a r e t e s t e d b a s e d o n t h e e x p e r i me n t a n d a n a l y s i s o f 2 g r o u p s o f 4 s p e c i me n s ， i n w h i c h t h e fi r s t g r o u p i s b e n d i n g s p e c i me n s a n d t h e s e c o n d g r o u p i s s h e a r i n g s p e c i me n s An d t h e d a ma g e c h a r a c t e r i s t i c ， b e a r i n g c a p a c i t y ，ri g i d i t y a n d s t r e s s o f i n s e r t e d s t e e l o f s e lf c o mp a c t i n g c o n c r e t e i n s u l a t i o n c o mp o s i t e s h e a ri n g w a l l a r e c o mp a r e d a n d a n a l y z e d T h e e x p e ri me n t a l r e s u h s s h o w t h a t t h e s e l f c o mp a c t i n g c o n c r e t e i n s u l a t i o n c o mp o s i t e s h e a rin g wa l l wi t h t wo i n s e rt e d s t e e l f o r ms a l l h a v e g o o d me c h a n i c a l b e h a v i o r t o me e t t h e r e q u i r e me n t s f o r b e a r i n g c a p a c i t y a n d r i g i d i t y Co mp a r e d wi t h t h e s p e c i me n s wi t h h o r i z o n t a l i n s e rt e d s t e e l ， v e rt i c a l i n s e rt e d - s t e e l c a n b e t t e r c o o r d i n a t e t h e d e f o r ma t i o n o f t wo s i d e s o f s e lf - c o mp a c t i n g c o n c r e t e ， w h i c h ma k e s s p e c i me n s h a v e h i g h e r b e a r i n g c a p a c i t y a n d r i g i d i t y Ke y wo r d s ：S e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e ； I n s u l a t i o n c o mp o s i t e s h e a r i n g w a l l ； B e n d i n g b e h a v i o r ； S h e a r i n g b e h a v i o r 中图分类号 ： T U 5 2 5 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 O 0 O 一 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 8 - 5 3 0 4 0前言 自密实混凝土具有流动性高 、 抗离析和填充性 高好等优点 ， 在 自重的作用下不需要振捣便能 自行 填充模板空 间 ， 从 而形成密实混凝土结构 ， 避 免漏 振及过振 等施工中人为 因素和配筋密集 、 结构形式 复杂不利条件对施工质量造成的影响。 目前 ， 对 自 密实混凝 土配合 比、 力学性能及其在工程 中的应用 的研究取得 了一定 的研究成果f 1 - 4 J ， 而对 自密实混凝 土构件受力性能的研究还较少。 自密实混凝土保温复合剪力墙是一 种具有保 温 、 隔热效果 的复合剪力墙结构 ， 由插筋所连接 的 两层钢丝 网架 ， 中间夹聚苯 乙烯板 ， 内侧及外侧浇 筑混凝土板而形成 5 - 6 。它不仅重量轻 、 强度高、 方便 施工 ， 而且还具有保 温 、 隔声及防火等性能 ， 达 到国 家规定 的节 能要求 ， 其抗震性能好 ， 保温层耐久性 好 。该体 系符合我 国建筑节能的迫切需要 ， 大力推 广使用该结构节 能体 系具 有较好的经济效益及社 会效益 ， 对降低耗能 、 保护环境 ， 实现建筑业的可持 续发展具有重要意义 O 。但是 ， 该体系也存在着施 基金项 目： 河北省 自然科学基金项 目( E 2 0 0 9 0 0 0 0 7 3 ) 。 工工艺复杂及保温性能不够理想等缺点。为提高 自 密实混凝土保温复合剪力墙 的保温性能 ， 对现有结 构形式提出相应改进措施 ， 进行两组 4片剪力墙 的 试验研究 ， 研究 自密实混凝土保温复合剪力墙 的受 力 性 能 。 1 试验 概况 试验共设计两组 4片 自密实混凝土保温复合剪 力墙 ，第一组为 2片平面外受弯试件 ： B 1( 垂直插 筋 ) 和 B 2 ( 水平斜插筋 ) ； 第二组为 2片受剪试件 ： Q 1 ( 垂直插筋 ) 和 Q 2 ( 水平斜插筋) 。垂直插筋 ， 即所 有 钢筋垂 直于板 面成对布置 ； 水平斜插筋 ， 沿墙横 向交错配置 ， 但纵 向均在一平面内。试件尺寸和配 筋情况如图 1 所示。 混凝土设计强度等级为 C 2 5 ， 采 用 自密实混凝土浇筑 ， 其混凝土轴心抗压强度实测 值为 2 2 3 4 M P a 。 受弯试件采用三分点单调加载。受剪试件采用 单 向水平加载 ， 在试件顶梁端部施加水平荷载 。加 载方式分预加载和正式加载。首先在弹性范围内对 墙体进行预加载 ， 以检查各仪器及测点测量参数是 否 正常工作 。然后进行正式加载 ， 受弯试件 以每级 一 5 3 李艳艳 ， 戎 贤 ， 张健新 自密实混凝土保温复合剪力墙受力性能试验研究 Z 销 柱 Z 镉 框 图 3 荷载一 位移曲线 明垂 直插筋 的剪力墙的抗侧移刚度 比水平斜插筋 的剪力墙的抗侧移刚度大。 由此可见 ， 垂直插筋剪力墙 比水平斜插筋剪力 墙具有更高的抗弯刚度和抗侧移刚度 ， 垂直插筋 比 6 U _ 一一 4 0 I Z 3 0 ，2 O 。 。 。B1 一 B 2 、 l 0 微应变 ( a ) 6号钢筋 微应变 ( c ) 1 2号钢筋 ( 较 厚 一 侧 ) J 9 1 x 7 ) ； 1 3 1 4 1 l 1 2 f 1 ， 2 图 4钢 筋 应 变 片 布 置 图 水平斜插筋 的长细 比小 ， 不 易发生失稳 ， 能更均匀 地传递荷载 ， 更有效地约束剪力墙两侧混凝 土的变 形 。 3 - 3 插筋受力分析 钢筋应变片布置情况如图 4所示 ， 自密实混凝 土保温复合剪力墙平 面外受弯试件插筋的荷载一 应 变曲线如图 5所示 ， 自密实混凝土保温复合剪力墙 受剪试件插筋 的荷载一 应变曲线如 图 6所示 。 从 图 5 ( a ) 可知 ， 对于平面外受弯试件 ， 6号钢筋 为加载点下的钢筋 ， 从荷载一 应变曲线可看出 ， Bl 和 Z 垣 Z 妊 微应变 ( b ) 1 0号钢 筋 图 5 平 面外受 弯试 件插筋荷载一 应变 曲线 ( d ) 1 4号钢筋 一 5 5一 乏 挺