纤维增强再生混凝土装配式复合墙体抗震性能试验
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装配式复合墙结构体系主要受力构件为竖向预 制复合墙板、现浇 竖 向 边 缘 连 接 构 件 及 水 平 叠 合 板 等(图 1)。 其中,竖向复合墙板、水平叠合楼板、楼 梯段、阳台等多种部品均为工厂化生产制作,具有预 制构件品质高 、关 键 部 品 规 格 化 及 装 配 方 式 多 样 化 等优点。 近年来,课题组在多层复合墙结构[13] 和装 配式混凝土墙[14] 的研究及应用基础上,提出适用于 中高层的装 配 式 复 合 墙 体[15] 。 为 推 进 再 生 混 凝 土 类材料的研究与应用,考察两类纤维增强再生混凝
工业建筑 2020 年第 50 卷第 12 期
坏过程虽较普通混凝土柱更快,但仍具有足够极限 承载力。
在可持续 发 展 理 念 的 引 领 和 国 情 国 策 的 推 动 下,我国学者 对 再 生 混 凝 土 类 材 料 的 研 究 及 应 用 展 开了多方面的研究。 其中,在墙体中的应用研究多 集中于再生混凝土砌块墙体、钢框架外挂再生混凝 土墙体及再生混凝土剪力墙等方面。 肖建庄等设计 4 榀再生混凝土小型空心砌块墙体进行拟静力试 验,得出该类墙体具备较好延性及耗能能力,基于合 理设计能够达到与普通混凝土砌块墙体相当的受力 性能[4] 。 张锋 剑 等 通 过 不 同 参 数 变 化 的 再 生 混 凝 土砌块墙体拟静力试验,得出此类墙体具有良好的 抗震能力,可 应 用 于 实 际 工 程[5] 。 周 静 海 等 设 计 3 个格构式再生混凝土墙体试件进行拟静力试验,得 出:墙体破坏形态呈剪切型,可用于承重构件中[6] 。 曹万林等针对再生混凝土复合剪力墙试件低周反复 荷载受力性能试验与分析,并与普通再生混凝土试 件相比,发现 EPS 模块外保温再生混凝土复合墙体 试件承载力、耗能性能等均提高[7] 。 郭宏超等进行 了柔性钢框架外挂再生混凝土墙试件拟静力试验, 再生混凝土墙板使结构整体承载力提升约 19% [8] 。 刘程炜等 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 受 力 性 能 试 验 得 出:在设计轴压比 0. 15 下,该类结构的综合抗震性 能接近现浇剪力墙,可用于多层建筑结构中[9] 。 袁 朝庆等基于不同因素变化的再生混凝土剪力墙抗震 性能分析得出 :通 过 合 理 设 计 的 该 结 构 可 应 用 于 小 高层建筑[10] 。 池 彦 忠 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 结 构 模拟地震振动台试验研究得出,再生粗骨料混凝土 剪力墙抗震 性 能 相 对 良 好,满 足 实 际 工 程 要 求[11] 。 张建伟等发现随着再生细骨料取代率的提高,剪力 墙的受力性能指标逐渐降低,但基于合理要求仍可 用于剪力墙结构体系[12] 。 综上所述,各位学者在不 同墙体类 结 构 中 开 展 了 再 生 混 凝 土 材 料 的 应 用 研 究,证明了再生混凝土材料可用于承重结构体系中, 扩展了再生混凝土的应用范围。
SEISMIC BEHAVIOR TEST OF FIBER-REINFORCED RECYCLED CONCRETE PREFABRICATED COMPOSITE WALLS
ZHANG Min1 HUANG Wei2 MIAO Xinwei2 ( 1. School of Management Science and Engineering,Hebei University of Economics and Business, Shijiazhuang 050061,ChinaDesign parameters of test
试件
HECW-1
FECW - 1
FECW - 2
混凝土类型 普通混凝土 纤维再生粗骨料混凝土 纤维再生细骨料混凝土
a—预制墙板尺寸及配筋; b—现浇外框尺寸及配筋。 图 2 试件尺寸及配筋
Fig. 2 Geometric sizes and reinforcement of specimens
在城市建设快速发展的同时,每年有大量废旧 建筑被拆除,由此 引 起 的 天 然 资 源 日 趋 枯 竭 和 建 筑 垃圾处理等问题逐渐显现出来。 废弃混凝土资源化 处理和规模化循环应用已成为工程亟需开展研究的 课题。 部分国家针对上述相关问题开展研究及应用 探索相对较早,其中,文献[1-3] 分别介绍了针对再 生混凝土梁、柱及梁 -柱节点的受力性能进行的研
纤维增强再生混凝土装配式复合墙体抗震性能试验∗
张 敏1 黄 炜2 苗欣蔚2
(1. 河北经贸大学管理科学与工程学院, 石家庄 050061; 2. 西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055)
摘 要: 为推进再生混凝土类材料的研究和应用,考察纤维增强再生混凝土预制复合墙板的受力性能, 设 计 制 作 两 片 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 装 配 式 墙 体 、一 个 普 通 混 凝 土 装 配 式 墙 体 试 件 进 行 拟 静 力 试 验 对 比 研 究 。 研 究 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 类 墙 体 的 破 坏 现 象 、破 坏 机 制 与 滞 回 特 性 等 ,探 讨 不 同 预 制 墙 板 材 料 对 墙 体 整 体 刚 度退化、强度退化、变形曲线、耗能能力及残余变形率的影响及关键抗震性能指标的影响规律。 研究表明:纤 维增强再生混凝土试件呈现明显的弯剪破坏形态,刚度退化平缓,与普通混凝土试件退化规律一致,不同框 格 材 料 墙 体 在 屈 服 点 附 近 刚 度 略 有 差 异 ;各 墙 体 强 度 退 化 规 律 类 似 ,峰 值 荷 载 后 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 墙 体 的 强度退化更平稳;对比普通混凝土试件,两个再生混凝土试件峰值荷载分别下 降 2. 1% 、2. 6% ,延性系 数分 别 提高 28. 0% 、27. 4% ;通过合理设计可应用于 12 层以下装配式复合墙结构体系。 关键词: 纤维增强再生混凝土; 装配式复合墙体; 拟静力试验; 破坏机制; 抗震性能 DOI: 10. 13204 / j. gyjz201907080013
42 Industrial Construction Vol. 50,No. 12,2020
究,发现再生混凝土 梁、梁 - 柱 节 点 的 受 力 性 能 与 同 条件下普通混凝土构件相近,而再生混凝土柱的破
∗河北省高等学校科学技 术 研 究 项 目 ( QN2019226) ;国 家 自 然 科 学 基金资助项目(51578446) 。 第一作者:张敏,女,1988 年出生,博士研究生,讲师。 电子信箱:mzhangsjz528@ 163. com 收 稿 日 期 :2019 - 07 - 08
土材料在预制复合墙板中的受力性能,设计制作两
个纤维增强再生混凝土复合墙体、一个标准普通混 凝土试件,进行抗震性能试验对比研究,重点分析纤 维增强再生混凝土材料对装配式复合墙体抗震性能 指标的影响,为后续研究与应用提供支持。
图 1 装配式复合墙体示意 Fig. 1 Schematic diagram of prefabricated composite walls
2. Civil Engineering Institute, Xi’ an University of Architecture & Technology, Xi’ an 710055,China)
Abstract: To promote the research and application of recycled concrete and study the mechanical properties of fiberreinforced recycled concrete ( FRC) precast composite wallboard, two FRC prefabricated composite wall specimens and one ordinary concrete prefabricated composite wall specimen were designed and tested. The experiment aimed to study the failure phenomenon, failure mechanism and hysteresis characteristics of FRC prefabricated composite walls, and to explore the influence of different precast wallboard materials on stiffness degradation, strength degradation, deformation curve, energy dissipation capacity and residual deformation rate of the wall. The test results showed that FRC prefabricated composite walls showed an obvious bending-shear failure mode, and the stiffness degradation was gentle, which was consistent with the degradation law of ordinary concrete specimen; different materials mainly affected the stiffness on the yield point, and had almost no influence on the later stiffness; the strength degradation law of the three specimens was similar, while the strength degradation of FRC specimens was more stable than that of the ordinary concrete specimen after peak load. Compared with the ordinary concrete specimen, the peak load of two FRC specimens decreased by 2. 1% and 2. 6% respectively, and the ductility coefficient increased by 28. 0% and 27. 4% respectively. The FEC walls showed a good comprehensive performance and could be applied to 12 - storey prefabricated composite wall structure based on effective design. Keywords: fiber-reinforced recycled concrete; prefabricated composite wall; quasi-static test; failure mechanism; seismic behavior
1 试验概况 1. 1 试件设计与制作
本组试验共包含 3 个墙体,编号分别为 HECW-1、 FECW-1、FECW-2,设计依据 DBJ 61 / T 94—2015《装配 式复合 墙 结 构 技 术 规 程 》 [16] 并 参 考 课 题 组 前 期 试 验[15] 。 本组试验设计变化参数为预制墙板框格材料, 如表 1 所示;试件几何尺寸及配筋等参数如图 2 所示。
工业建筑 2020 年第 50 卷第 12 期
坏过程虽较普通混凝土柱更快,但仍具有足够极限 承载力。
在可持续 发 展 理 念 的 引 领 和 国 情 国 策 的 推 动 下,我国学者 对 再 生 混 凝 土 类 材 料 的 研 究 及 应 用 展 开了多方面的研究。 其中,在墙体中的应用研究多 集中于再生混凝土砌块墙体、钢框架外挂再生混凝 土墙体及再生混凝土剪力墙等方面。 肖建庄等设计 4 榀再生混凝土小型空心砌块墙体进行拟静力试 验,得出该类墙体具备较好延性及耗能能力,基于合 理设计能够达到与普通混凝土砌块墙体相当的受力 性能[4] 。 张锋 剑 等 通 过 不 同 参 数 变 化 的 再 生 混 凝 土砌块墙体拟静力试验,得出此类墙体具有良好的 抗震能力,可 应 用 于 实 际 工 程[5] 。 周 静 海 等 设 计 3 个格构式再生混凝土墙体试件进行拟静力试验,得 出:墙体破坏形态呈剪切型,可用于承重构件中[6] 。 曹万林等针对再生混凝土复合剪力墙试件低周反复 荷载受力性能试验与分析,并与普通再生混凝土试 件相比,发现 EPS 模块外保温再生混凝土复合墙体 试件承载力、耗能性能等均提高[7] 。 郭宏超等进行 了柔性钢框架外挂再生混凝土墙试件拟静力试验, 再生混凝土墙板使结构整体承载力提升约 19% [8] 。 刘程炜等 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 受 力 性 能 试 验 得 出:在设计轴压比 0. 15 下,该类结构的综合抗震性 能接近现浇剪力墙,可用于多层建筑结构中[9] 。 袁 朝庆等基于不同因素变化的再生混凝土剪力墙抗震 性能分析得出 :通 过 合 理 设 计 的 该 结 构 可 应 用 于 小 高层建筑[10] 。 池 彦 忠 通 过 再 生 混 凝 土 剪 力 墙 结 构 模拟地震振动台试验研究得出,再生粗骨料混凝土 剪力墙抗震 性 能 相 对 良 好,满 足 实 际 工 程 要 求[11] 。 张建伟等发现随着再生细骨料取代率的提高,剪力 墙的受力性能指标逐渐降低,但基于合理要求仍可 用于剪力墙结构体系[12] 。 综上所述,各位学者在不 同墙体类 结 构 中 开 展 了 再 生 混 凝 土 材 料 的 应 用 研 究,证明了再生混凝土材料可用于承重结构体系中, 扩展了再生混凝土的应用范围。
SEISMIC BEHAVIOR TEST OF FIBER-REINFORCED RECYCLED CONCRETE PREFABRICATED COMPOSITE WALLS
ZHANG Min1 HUANG Wei2 MIAO Xinwei2 ( 1. School of Management Science and Engineering,Hebei University of Economics and Business, Shijiazhuang 050061,ChinaDesign parameters of test
试件
HECW-1
FECW - 1
FECW - 2
混凝土类型 普通混凝土 纤维再生粗骨料混凝土 纤维再生细骨料混凝土
a—预制墙板尺寸及配筋; b—现浇外框尺寸及配筋。 图 2 试件尺寸及配筋
Fig. 2 Geometric sizes and reinforcement of specimens
在城市建设快速发展的同时,每年有大量废旧 建筑被拆除,由此 引 起 的 天 然 资 源 日 趋 枯 竭 和 建 筑 垃圾处理等问题逐渐显现出来。 废弃混凝土资源化 处理和规模化循环应用已成为工程亟需开展研究的 课题。 部分国家针对上述相关问题开展研究及应用 探索相对较早,其中,文献[1-3] 分别介绍了针对再 生混凝土梁、柱及梁 -柱节点的受力性能进行的研
纤维增强再生混凝土装配式复合墙体抗震性能试验∗
张 敏1 黄 炜2 苗欣蔚2
(1. 河北经贸大学管理科学与工程学院, 石家庄 050061; 2. 西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055)
摘 要: 为推进再生混凝土类材料的研究和应用,考察纤维增强再生混凝土预制复合墙板的受力性能, 设 计 制 作 两 片 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 装 配 式 墙 体 、一 个 普 通 混 凝 土 装 配 式 墙 体 试 件 进 行 拟 静 力 试 验 对 比 研 究 。 研 究 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 类 墙 体 的 破 坏 现 象 、破 坏 机 制 与 滞 回 特 性 等 ,探 讨 不 同 预 制 墙 板 材 料 对 墙 体 整 体 刚 度退化、强度退化、变形曲线、耗能能力及残余变形率的影响及关键抗震性能指标的影响规律。 研究表明:纤 维增强再生混凝土试件呈现明显的弯剪破坏形态,刚度退化平缓,与普通混凝土试件退化规律一致,不同框 格 材 料 墙 体 在 屈 服 点 附 近 刚 度 略 有 差 异 ;各 墙 体 强 度 退 化 规 律 类 似 ,峰 值 荷 载 后 纤 维 增 强 再 生 混 凝 土 墙 体 的 强度退化更平稳;对比普通混凝土试件,两个再生混凝土试件峰值荷载分别下 降 2. 1% 、2. 6% ,延性系 数分 别 提高 28. 0% 、27. 4% ;通过合理设计可应用于 12 层以下装配式复合墙结构体系。 关键词: 纤维增强再生混凝土; 装配式复合墙体; 拟静力试验; 破坏机制; 抗震性能 DOI: 10. 13204 / j. gyjz201907080013
42 Industrial Construction Vol. 50,No. 12,2020
究,发现再生混凝土 梁、梁 - 柱 节 点 的 受 力 性 能 与 同 条件下普通混凝土构件相近,而再生混凝土柱的破
∗河北省高等学校科学技 术 研 究 项 目 ( QN2019226) ;国 家 自 然 科 学 基金资助项目(51578446) 。 第一作者:张敏,女,1988 年出生,博士研究生,讲师。 电子信箱:mzhangsjz528@ 163. com 收 稿 日 期 :2019 - 07 - 08
土材料在预制复合墙板中的受力性能,设计制作两
个纤维增强再生混凝土复合墙体、一个标准普通混 凝土试件,进行抗震性能试验对比研究,重点分析纤 维增强再生混凝土材料对装配式复合墙体抗震性能 指标的影响,为后续研究与应用提供支持。
图 1 装配式复合墙体示意 Fig. 1 Schematic diagram of prefabricated composite walls
2. Civil Engineering Institute, Xi’ an University of Architecture & Technology, Xi’ an 710055,China)
Abstract: To promote the research and application of recycled concrete and study the mechanical properties of fiberreinforced recycled concrete ( FRC) precast composite wallboard, two FRC prefabricated composite wall specimens and one ordinary concrete prefabricated composite wall specimen were designed and tested. The experiment aimed to study the failure phenomenon, failure mechanism and hysteresis characteristics of FRC prefabricated composite walls, and to explore the influence of different precast wallboard materials on stiffness degradation, strength degradation, deformation curve, energy dissipation capacity and residual deformation rate of the wall. The test results showed that FRC prefabricated composite walls showed an obvious bending-shear failure mode, and the stiffness degradation was gentle, which was consistent with the degradation law of ordinary concrete specimen; different materials mainly affected the stiffness on the yield point, and had almost no influence on the later stiffness; the strength degradation law of the three specimens was similar, while the strength degradation of FRC specimens was more stable than that of the ordinary concrete specimen after peak load. Compared with the ordinary concrete specimen, the peak load of two FRC specimens decreased by 2. 1% and 2. 6% respectively, and the ductility coefficient increased by 28. 0% and 27. 4% respectively. The FEC walls showed a good comprehensive performance and could be applied to 12 - storey prefabricated composite wall structure based on effective design. Keywords: fiber-reinforced recycled concrete; prefabricated composite wall; quasi-static test; failure mechanism; seismic behavior
1 试验概况 1. 1 试件设计与制作
本组试验共包含 3 个墙体,编号分别为 HECW-1、 FECW-1、FECW-2,设计依据 DBJ 61 / T 94—2015《装配 式复合 墙 结 构 技 术 规 程 》 [16] 并 参 考 课 题 组 前 期 试 验[15] 。 本组试验设计变化参数为预制墙板框格材料, 如表 1 所示;试件几何尺寸及配筋等参数如图 2 所示。