型钢混凝土剪力墙轴压性能试验方案

型钢混凝土剪力墙轴压性能试验方案

一、实验目的

（1）考察型钢混凝土剪力墙在轴心压力作用下的破坏过程和破坏形态，验证其实用性和有效性。

（2）研究型钢混凝土剪力墙在轴心压力作用下的应力分布情况，研究型钢混凝土剪力墙的稳定承载力性能。

（3）通过试验，获得型钢混凝土剪力墙的极限荷载、极限位移等关键性能参数，了解影响承载力的因素，建立型钢混凝土剪力墙轴心受压承载

力计算公式。

二、实验仪器与设备:

①微机控制电液伺服万能试验机 1 台

②全数字闭环测控系统 1 台

③应变片、位移计若干个

④游标卡尺0-150mm 最小刻度0.02mm

⑤刻度尺0-100cm 最小刻度0.5mm

三、试件制备：

如图1型钢混凝土基本构造

无边框有边框

图1、型钢混凝土剪力墙形式

① 画出试验试验试件cad 图，并计算所需钢材和混凝土用量； ② 采购材料； ③ 制备钢框架；

④ 整浇型钢混凝土剪力墙。

四、试验研究思路：

目前，国内常见的改进混凝土剪力墙的方法有：一是采用在墙板上开缝的方法，把整片墙分割为若干墙板柱，从而使其破坏由整片墙的剪切脆性破坏变为各墙板柱的弯剪或弯曲型破坏，在改善延性的同时也降低了刚度；二是加强配筋，在边缘约束构件中采用高强钢筋，包括竖向钢筋和箍筋，通过提高边缘约束构件的承载力并加强约束来改善高强剪力墙的变形能力和延性；三是在剪力墙边缘约束构件中加入型钢或钢管，更进一步的可以在墙板内加钢支撑，制作成型钢或钢管边框高强混凝土剪力墙，或者带支撑的型钢高强混凝土剪力墙。这些方法都立足于仅仅改善剪力墙边缘约束构件的性能，以实现改善高强混凝土剪力墙在地震荷载作用下的延性和耗能能力。

在型钢混凝土轴压比计算公式研究中,我国规范[对型钢混凝土柱的轴压比也给出了有关计算公式:

c c a a

N

n f A f A =

+

其中N 为轴向力设计值,f c 、f a 分别为混凝土和型钢的轴心抗压强度设计值,A C 、A a 为混凝土和型钢全截面面积。型钢混凝土剪力墙在承受轴向荷载时, 由于材料属性不同, 型钢与混凝土承担的轴压力也是不同的,承担的比例决定轴压比计算公式的具体形式。

试验通过研究不同高宽比（分别为4.0、3.0、2.0）的型钢混凝土剪力墙，测得不同高宽比型钢混凝土剪力墙轴压比，通过试验，获得型钢混凝土剪力墙的极限荷载、极限位移等关键性能参数，了解影响承载力的因素，建立型钢混凝土剪力墙轴心受压承载力计算公式。

注：根据不同高宽比设置三组试件，每组3个，总共9个试件。

五：实验步骤:

（1）加载装置布置

本次试验微机控制电液伺服长柱压力试验机加载。试验加载装置示意图如图2所示。 试件的顶面和底面都铺设了砂浆层，以保证加载面的平整。为确保试件轴心受压，对试件采取了较精确的几何对中和物理对中[。在正式加载前，对

试件进行弹性范围内的预压，消除试件支承面及加载面的间隙，根据应变片的数值对试件进行物理对中，并检查各装置是否正常工作。

（2）位移计布置

长柱压力试验机能够实时采集试件的竖向位移，但此位移包含较大虚位移，误差较大。为得到试件顶面与底面的准确相对竖向位移以及试件的平面外位移，仍需布置若干位移计，位移计采用百分表。试验的位移计布置图见图3，括号内数字表示试件背面的位移计。

图2、加载装置布置

（3）应变片布置

为准确获得荷载作用下试件各部分的应变情况，在浇筑试件之前，根据需要在试件中部截面和距底部 1/4 高处截面布置相应的应变片。各应变片位置见图4（钢管双向应变花均布置在钢管外侧）。

图3、位移计布置图4、应变片布置

（4）加载

所有试件均为单调加载试验，通过长柱压力试验机的微机操作系统控制，采用力控制和位移控制结合的加载方法，具体实施方法如下：首先采用荷载控制模式，每级荷载为1000KN，加载至预估极限承载力的50%，之后改为每级荷载500KN，加载速率为3KN/s。每次加到预加荷载，持荷5 分钟后读数。当型的竖向应变达到1500με时，采用等位移控制加载，加载速率为0.003mm/s，不持荷，连续加载直到试件破坏为止。

（5）采集记录实验数据观察记录裂缝的发展和试件的破坏过程。

（6）处理实验数据。

六、实验相关表格

试件原始尺寸统计表

实验数据记录表