局部設(shè)縫T形截面短肢剪力墻耗能與等效阻尼試驗研究

摘要：短肢剪力墻存在著抗震性能不足的弱點，本文提出在短肢剪力墻局部設(shè)縫，以提高短肢剪力墻抗震性能。通過給試件加載記錄其破壞過程，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后對比未設(shè)縫剪力墻與設(shè)縫構(gòu)件的等效阻尼、耗能等差異，得出理論數(shù)據(jù)設(shè)縫后的短肢剪力墻抗震性能明顯優(yōu)于未設(shè)縫短肢剪力墻的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：T型截面；短肢剪力墻；局部設(shè)縫；耗能；等效阻尼

中圖分類號： TU317文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11 （a）-0000-00

0.引言

短肢剪力墻是我國工程師首創(chuàng)的一種承載結(jié)構(gòu)構(gòu)件，國內(nèi)運(yùn)用該結(jié)構(gòu)建成的小區(qū)及辦公樓等建筑物證明，該種結(jié)構(gòu)形式很受社會歡迎，具有較大社會認(rèn)可度及經(jīng)濟(jì)效益，得到普遍發(fā)展。雖然與普通剪力墻相比其優(yōu)點明顯，例如：洞口容易布置、質(zhì)量較輕、而且還有結(jié)構(gòu)布置靈活，更重要的是解決了傳統(tǒng)剪力墻的露出梁和柱子的缺點。但隨著其應(yīng)用于實際建筑物后，表現(xiàn)出很多需要完善和改進(jìn)的問題[1]。根據(jù)短肢剪力墻明顯存在著抗震性能較弱的特點，本論文提出在傳統(tǒng)剪力墻的塑性較區(qū)域局部設(shè)置縫隙，使短肢剪力墻底部混凝土及鋼筋分開，試驗數(shù)據(jù)表明這樣施工可以降低 T型截面短肢剪力墻的等效阻尼及耗能等構(gòu)件性能指標(biāo)，以提高短肢剪力墻抗震性能，為社會創(chuàng)造價值。

構(gòu)件施工前期，將配置在剪力墻翼緣內(nèi)的腹板受力縱筋與該位置內(nèi)其他縱筋采用豎縫分離（并不切斷鋼筋，而是在這部位錯開一定空間），這樣構(gòu)件承受荷載后，使腹板與翼緣的鋼筋和混凝土分開受力，而剪力墻翼緣內(nèi)其他位置的縱筋僅參與構(gòu)件該截面的翼緣受力，這樣便可以減弱腹板的受壓區(qū)域高度，明顯增大了該位置截面的抗震延性，提高剪力墻受力曲率性能。但應(yīng)重視的是，因為剪力墻墻體設(shè)縫的塑性鉸位置是影響墻體抗震耗能和延性主要區(qū)域，而塑性鉸區(qū)域以外的墻體在一定荷載范圍內(nèi)還是保持彈性狀態(tài)，因此該試驗一定將縫隙的位置取在剪力墻塑性鉸區(qū)，這樣可以保證墻體的剛度不至因翼緣設(shè)置了縫隙而降低太多

1.討論鋼筋截面面積和軸壓比，分析T形截面短肢剪力墻的抗震性能較差原因

當(dāng)受壓與受拉鋼筋 的值減小，則構(gòu)件延性降低。而當(dāng)受拉與受壓鋼筋截面面積比一定情況下，增大構(gòu)件承受荷載，軸壓比n明顯增大后，曲率延性便降低了。當(dāng)構(gòu)件承受荷載不變，軸壓比n一定時，增大受壓區(qū)域與受拉區(qū)域鋼筋截面面積的比值 ，則構(gòu)件延性便明顯增大了。

因此，可以得出結(jié)論：適度控制構(gòu)件承受荷載及其軸壓比，然后在此情況下，適度提高 這一數(shù)值的比，是增大短肢剪力墻延性有效措施。

通過分析可知，T字形狀截面短肢剪力墻因為縱向受力鋼筋明顯不對稱，造成我們關(guān)注的 小于1時，即使承受荷載較小，軸壓比相對不大，但是因為 面積較多，便明顯削弱了構(gòu)件延性，這樣就造成剪力墻抗震性能相對弱的特點。 我們通過分析知在有意控制荷載及軸壓比的條件下，在一定程度上提高 的值，便可以提高討論中短肢剪力墻的關(guān)于抗震的性能。

2.設(shè)縫與不設(shè)縫T形截面短肢剪力墻的滯回環(huán)面積試驗結(jié)果對比

通過試驗，用Matlab軟件繪制極限狀態(tài)下設(shè)縫與不設(shè)縫T形截面短肢剪力墻滯回環(huán)，并計算相應(yīng)圖形包圍面積，見圖1，圖2。

由圖1，2可得極限狀態(tài)下各滯回環(huán)面積（ ），TW650型的傳統(tǒng)試件是454設(shè)縫構(gòu)件是715，TW800型的兩種試件分別是482和1171

通過數(shù)據(jù)對比可得，設(shè)置縫隙后的兩組構(gòu)件滯回環(huán)面積都明顯大于沒有設(shè)置縫隙的構(gòu)件，所以設(shè)置縫后構(gòu)件耗能能力得到了提高，抗震性能便明顯增強(qiáng)。于是，我們得出結(jié)論：在試件塑性鉸區(qū)域設(shè)置縫對短肢剪力墻的抗震性能提高有比較明顯的意義。

3.設(shè)縫與不設(shè)縫T形截面短肢剪力墻的等效阻尼比對比分析

根據(jù)我們通過軟件繪制的滯回圖形曲線，便可計算出試件的等效阻尼比。設(shè) 是滯回環(huán)對應(yīng)的兩個三角形面積和，TW650-1試件中 為圖1中 和 面積和， 為滯回曲線總面積，見圖1。TW800試件的計算方法與TW650組相同，。

可見，局部設(shè)縫后等效阻尼比增大，構(gòu)件的耗能能力得到提高，抗震性能也就得到了提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯志成.T形截面短肢剪力墻滯回性能試驗研究[D].四川水泥，2015.

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[3] 彭飛，程文襄，陸和燕，等.短肢剪力墻的定義[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，37（2）：186—189.