高延性混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

摘要

高延性混凝土（HDC）具有高强度、高延性、高能量吸收等特点，表现出良好的应变硬化特征和多裂缝开展机制，可显著提高混凝土结构的延性和耐损伤能力。其优越的力学性能能够有效提高混凝土结构的抗震能力，改善结构的抗剪能力，在工程抗震、结构加固以及结构及路面面层抗裂、抗磨损等领域具有很大的应用前景。 震害调查与试验研究表明：剪力墙结构的破坏，主要发生在结构底部塑性铰区，这种破坏难以修复，且将导致整个结构失效。高性能混凝土剪力墙的水平承载能力高，但其延性较差，地震过程中，墙体底部塑性铰区极易遭到破坏，不利于震后修复。为了提高其延性，有效地减少地震造成的损失，本文提出采用高延性混凝土代替普通混凝土用于低矮剪力墙中，以提高剪力墙的变形能力和耗能能力，从而有效减轻建筑物的倒塌和地震对构件和结构的脆性破坏。本文还将HDC材料应用于钢板组合剪力墙中，更进一步充分发挥两者的优势，促进其协同工作。本文具体研究内容如下： （1）HDC材料抗压韧性试验研究及变形能力等效分析。通过对9组不同配合比的HDC棱柱体试件和1组砂浆基体试件进行单轴受压试验，研究其抗压韧性的评价指标，并对HDC材料的变形能力进行等效分析，提出适合HDC材料的抗压韧性评价指标的计算公式。确定等效抗压韧性指数与纤维掺量之间的线性关系，并将纤维的桥联作用与箍筋对混凝土的约束作用进行等效，得出定量的等效关系。 （2）HDC低矮剪力墙的抗震性能分析。为了进一步体现HDC试件在抗震性能方面的优越性，本文设计了1片HDC低矮剪力墙、1片单钢板-HDC组合低矮剪力墙和1片双钢板-HDC组合低矮剪力墙，并对其进行低周反复荷载下的拟静力试验，得到了试件的滞回特征、耗能能力、刚度和耐损伤能力、变形能力、破坏特征等等。 （3）HDC低矮剪力墙的抗剪承载力分析。对本文HDC剪力墙利用拉-压杆模型进行类似抗剪承载力分析，并与规范中抗剪承载力计算公式所得结果进行对比，结合理论分析结果并与本文试验数据进行对比以得到适用于HDC低矮剪力墙的抗剪承载力分析方法。

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