现浇钢筋混凝土结构抗震性能研究

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　　【摘要】
　　 本文以现浇钢筋混凝土结构抗震性能为研究对象，针对相关问题进行了探讨。文章通过试验，对带有施工缝的钢筋混凝土柱和整浇柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了研究，对构件的相关实验结果进行了对比分析，研究结果显示施工缝的存在，破坏了构件骨料本身的随机分布，在接缝面上形成了薄弱层，降低了柱的承载力和延性。在继续浇筑新混凝土之前，在施工缝处铺一层粘结层可以有效改善施工缝接缝面的性能。
　　
　　【关键词】现浇钢筋混凝土结构；抗震性能；
　　 钢筋混凝土结构是多高层建筑广泛采用的一种结构型式，他具有传力明确、结构整体性好、抗震能力较强、工程造价较低、结构用钢量较省等优点；由于建筑平面布置灵活，可以形成较大开间，适用于各类公用建筑和民用住宅。按照施工工艺的不同，钢筋混凝土结构可以分为装配式、装配整体式和全现浇式。现浇结构因为比装配结构具有更好的抗震性能，同时施工比较简便，具有更广泛的应用。
　　 在一般情况下，钢筋混凝土结构都要求整体浇筑，但由于施工组织(如工人换班，待料等)和施工工艺(如安装上部钢筋、模板，限制支撑结构上的荷载等)上的原因，或者意外情况的发生(如停电，设备损坏等)，往往无法实现混凝土的连续浇筑。当浇筑中的时间间隔超过混凝土的初凝时间时，就会在前后浇筑的混凝土接槎处形成施工缝。施工缝是现浇结构中不可避免的，他是保证结构构件质量、保证结构安全和整体性的重要因素，处理不好，极易成为结构上的薄弱部位，对结构抗震极为不利。
　　 一、试验概况
　　 1、试件设计
　　 本次试验即采用简支梁式试件作为研究对象。试验构件取用柱上下反弯点至节点的长度，试件尺寸200×200×1500mm，柱中间节点处两侧各设一加荷牛腿。为防止柱头破坏，柱上、下两端箍筋加密，柱头加l0mm厚钢板。混凝土设计强度等级为C30，试件剪跨比为2.75。
　　 2、钢筋混凝土材料的力学性能
　　 混凝土设计强度等级为C30，水泥使用普通硅酸盐水泥，细骨料是中砂，粗骨料是粒径为5mm～30mm的碎石。纵筋配筋率为1.13％；设计体积配箍率为1.57％。
　　 3、加载制度及测试内容：
　　 试验时，首先进行预加载，检查仪器是否工作正常。同时，根据钢筋应变读数调整试件位置，以保证构件承受的轴向压力不偏心。试验开始后，一次施加轴向压力至预定值，轴向荷载稳住后，采集数据，并保持该轴向荷载值直到试验结束；然后分级施加水平荷载。当水平荷载降低至峰值荷载的85.0％以下，并且轴向压力无法保持在预定值时，标志试件破坏。本试验采用低周反复加载，加载制度为力――位移混合控制加载。在开始加载到构件屈服采用力控制；构件屈服后，改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点，每一位移下循环一次。
　　 测试内容包括：荷载――位移曲线，截面转角，纵筋和箍筋应变等。
　　 二、试验结果分析
　　 1、受拉破坏
　　 试验轴压比为0.171的试件柱发生的都是这种形式的破坏。整浇柱与有施工缝柱的初始开裂荷载相差不大，初始开裂部位也基本一致。但破坏时主裂缝的发展却不相同。整浇柱与有施工缝柱的主裂缝发展相似，都是集中在柱根部处；而施工缝未经处理的柱子，主裂缝只有柱根部一条，即施工缝是其主裂缝。在循环荷载作用下，施工缝未经处理的柱子的裂缝扩展速度非常快。在整个试验过程中，都可以看见沿施工缝截面有一个张开的裂缝面。破坏时，上柱柱身虽然有很多较细的裂缝，但柱身并没有出现混凝土脱落的现象；同时上柱柱身与节点之间的混凝土粘结已经完全分离，只有钢筋相连。此时水平荷载主要靠钢筋和裂缝面混凝土的骨料咬合效应传递，因此在节点和加荷牛腿部位也有部分混凝土脱落。
　　 2、承载力分析
　　 施工缝对柱的强度影响并不大，在低轴压比0．171时，有施工缝的柱子强度可以达到整浇柱的93％以上；在高轴压比0.457的情况下，施工缝铺砂浆层柱的强度接近于整浇柱，而未铺砂浆层的施工缝柱的强度反而要高于整浇柱。当轴压比为0.267时，其他有施工缝柱的峰值强度都能达到整浇混凝土的96％以上。
　　 3、位移延性分析
　　 在中、低轴压比下，施工缝铺一层砂浆的柱的延性明显好于未铺砂浆层的柱，延性提高最大可达20％；而在高轴压比下，施工缝对构件的延性影响并不显著，甚至还出现了有施工缝柱的延性高于整浇柱的现象。
　　 4、刚度退化
　　 在0.171轴压比下，施工缝表面铺有水泥砂浆和粉煤灰改性砂浆柱的刚度退化与整浇柱相似，而施工缝未铺砂浆层柱的刚度退化要比整浇柱快很多；在0.267轴压比下，除了施工缝表面铺有水泥砂浆柱的刚度退化与整浇柱相似以外，其他有施工缝柱的刚度退化都要比整浇柱快一些，粘结层的作用相对于0.171轴压比时稍有减弱；而在高轴压比下，有施工缝柱的刚度退化与整浇柱几乎相同，粘结剂对刚度的影响可以忽略。
　　 三、结论
　　 1、施工缝的存在，破坏了构件骨料本身的随机分布，在接缝面上形成了薄弱层，降低了柱的承载力和延性。在压剪复合力的反复作用下，施工缝处要先于混凝土本体产生裂缝。
　　 2、在继续浇筑新混凝土之前，在施工缝处铺一层粘结层可以有效改善施工缝接缝面的性能。
　　 3、在中低轴压比下，施工缝未铺砂浆层柱的刚度退化要比整浇柱快很多；随着轴压比的增大，粘结层的作用相对减弱；在高轴压比下，有施工缝柱的刚度退化与整浇柱几乎相同，粘结剂对刚度的影响可以忽略。
　　
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