國內(nèi)首個預(yù)制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗(yàn)在同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)順利完成
2021年6月22日,長江都市承擔(dān)的南京江北新區(qū)人才公寓(1號地塊)3#樓“預(yù)制混凝土外掛墻板模擬地震振動臺試驗(yàn)”在同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)土木工程防災(zāi)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室順利完成,本試驗(yàn)為國內(nèi)首個預(yù)制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗(yàn)。
試驗(yàn)用預(yù)制混凝土外掛墻板來源于南京江北新區(qū)人才公寓(1號地塊)3#樓工程同一批次生產(chǎn)的墻板。南京江北新區(qū)人才公寓(1號地塊)3#樓采用裝配式組合結(jié)構(gòu)(現(xiàn)澆混凝土剪力墻+鋼框架)體系,地下1層,地上28層,層高3.3m,結(jié)構(gòu)高度96.3m,項(xiàng)目北立面及兩側(cè)山墻外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土外掛墻板。
▲ 預(yù)制混凝土外掛墻板現(xiàn)場施工圖
試驗(yàn)鋼框架模型一層層高 3.57m,二層層高 3.3m,含柱腳及柱頂延伸段高度,模型總高約7.17m。鋼框架平面尺寸為5.5m×3.5m,鋼柱型號為 HW300×300×10×15,雙向主鋼梁型號為 HN400×200×8×13,次鋼梁型號為HM250×175×7×11。長度方向每層每側(cè)各掛 2 塊預(yù)制墻板,寬度方向每層每側(cè)掛一塊預(yù)制墻板。模型鋼框架自重約 9 噸,預(yù)制墻板重 28.04 噸,試驗(yàn)?zāi)P涂傊丶s 37 噸。試驗(yàn)相似比為1:1。
▲ 模型前期安裝
▲ 試驗(yàn)現(xiàn)場照片
試驗(yàn)加載工況按照七度多遇、七度基本、七度罕遇烈度順序,分三個階段對模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬地震試驗(yàn)。在不同水準(zhǔn)地震波輸入前后,對模型進(jìn)行白噪聲掃頻,以測試模型結(jié)構(gòu)自振頻率、振型和阻尼比等動力特性參數(shù)。在進(jìn)行每個試驗(yàn)階段的地震試驗(yàn)時,由臺面依次單向及雙向輸入 El Centro 波、Pasadena 波和 SHW2 波地震動。在七度罕遇烈度地震完成后,預(yù)制混凝土外掛墻板性能良好,為進(jìn)一步考察結(jié)構(gòu)模型的破壞情況,分別進(jìn)行了八度罕遇、九度罕遇模擬地震試驗(yàn)。在九度罕遇地震作用下墻板角部區(qū)域出現(xiàn)少量微裂縫,個別連接節(jié)點(diǎn)連接螺栓出現(xiàn)松動,外掛墻板整體性能良好。
▲ 螺栓松動
▲ 墻板錯位
▲ 墻板局部出現(xiàn)微裂縫
后期根據(jù)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理擬得到以下成果:
(1)外掛墻板對主體結(jié)構(gòu)剛度的影響程度;
(2)外掛墻板在不同量級地震輸入下相對主體結(jié)構(gòu)的變形量;
(3)外掛墻板在不同量級地震輸入下板縫的變形量;
(4)外掛墻板裂縫開展規(guī)律;
(5)連接節(jié)點(diǎn)在不同地震量級輸入下的應(yīng)力狀態(tài)。
本次試驗(yàn)填補(bǔ)了國內(nèi)預(yù)制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗(yàn)的空白,為同類型預(yù)制混凝土外掛墻板的設(shè)計(jì)提供了寶貴的數(shù)據(jù),具有重要的研究價值和應(yīng)用價值。
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