新论文：带可更换脚部件装配式RC剪力墙试验研究

按照“强剪弱弯”原则设计了3片带可更换脚部件的装配式RC墙和1片现浇RC墙，编号为PCW1、PCW2、PCW3和RCW，墙体截面尺寸和配筋见图1和图2。3片装配式墙的非更换部分完全相同（且与现浇试件一致），但脚部件承载力不同，脚部件的构造和受力模式如图3所示。PCW1、PCW2和PCW3试件的脚部件抗拉承载力与RCW试件的边缘构件抗拉承载力之比n_t分别为0.6、1.0和1.7。对比PCW1~PCW3试件可研究可更换脚部件强度的影响；对比PCW2和RCW试件可研究装配式RC墙能否实现与现浇RC墙性能等同。其他试件一次性加载至破坏，对于PCW1试件，首先加载至1%位移角，然后更换脚部件并且再次加载至试件破坏，研究装配式RC墙损伤后能否通过更换脚部件，实现性能快速恢复。

 

 

 

 

（一）带可更换脚部件装配式RC墙破坏模式

图4对比了带不同强度脚部件装配式RC墙的破坏模式和滞回曲线。脚部件强度较小的PCW1和PCW2试件（n_t ≤ 1.0），损伤主要集中在脚部件，表现为内嵌钢板受压屈曲和受拉断裂，脚部件的破坏过程如图5所示。而对于脚部件强度较大的PCW3试件（n_t = 1.7），试件破坏前脚部件内嵌钢板并未出现屈曲和断裂，而是损伤延伸到非更换区域，如图4(c)。结果表明：为了实现带可更换脚部件装配式RC墙损伤集中到脚部可更换区域，脚部件的承载力不宜过大，建议与非更换区域边缘构件的抗拉承载力一致。

 

 

（二）带可更换脚部件装配式RC墙和现浇RC墙对比

图6对比了带可更换脚部件装配式RC墙与现浇RC墙的破坏模式和滞回曲线，可以看出：当可更换脚部件的抗拉承载力与现浇RC墙边缘构件抗拉承载力相等时，基本实现了装配式RC墙与现浇RC墙承载力、刚度和滞回特性等同，且由于装配式RC墙腹板与基础断开，墙体非更换区域的裂缝明显少于现浇RC墙。装配式PCW2试件的峰值承载力比现浇RCW试件高10%，但装配式墙体的变形能力小于现浇墙体。

 

（三）脚部件更换前/后装配式RC墙受力性能对比

图7对比了脚部件更换前/后装配式RC墙开裂模式和滞回曲线。可以看出：脚部件更换前（θ = 1.0%），墙体未开裂；更换之后，直至加载结束，墙体非更换区域产生了几条细裂缝。更换脚部件削弱了装配式RC墙在0.25%位移角之前的承载力和刚度。当位移角大于0.5%时，更换脚部件对装配式RC墙的承载力、刚度和滞回特性影响很小,如图8所示。结果表明：本文提出的带可更换脚部件的装配式RC墙，能够实现更换脚部件后，墙体的受力性能快速恢复。

 

（一）平截面假定校核

图9和10为墙底截面竖向位移和中性轴沿截面高度的分布。可以看出：在弹塑性位移角限值1.0%时，装配式RC墙底截面竖向位移沿截面高度基本成线性分布，满足平截面假定，且受压区主要集中在可更换脚部件区域。

 

（二）抗弯承载力计算

采用截面分析软件XTRACT计算了4片墙体的抗弯承载力，如图11和表1。可以看出：XTRACT较好地预测了墙体的屈服强度。然而，对于脚部件强度较大的PCW3试件，峰值强度的计算值大于试验值，主要原因是该试件墙体损伤从墙底转移到墙上部非更换区域，未完全发挥底截面抗弯承载能力。