國內首個預制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗在同濟大學嘉定校區順利完成
2021年6月22日,長江都市承擔的南京江北新區人才公寓(1號地塊)3#樓“預制混凝土外掛墻板模擬地震振動臺試驗”在同濟大學嘉定校區土木工程防災國家重點實驗室順利完成,本試驗為國內首個預制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗。
試驗用預制混凝土外掛墻板來源于南京江北新區人才公寓(1號地塊)3#樓工程同一批次生產的墻板。南京江北新區人才公寓(1號地塊)3#樓采用裝配式組合結構(現澆混凝土剪力墻+鋼框架)體系,地下1層,地上28層,層高3.3m,結構高度96.3m,項目北立面及兩側山墻外圍護結構采用預制混凝土外掛墻板。
▲ 預制混凝土外掛墻板現場施工圖
試驗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。長度方向每層每側各掛 2 塊預制墻板,寬度方向每層每側掛一塊預制墻板。模型鋼框架自重約 9 噸,預制墻板重 28.04 噸,試驗模型總重約 37 噸。試驗相似比為1:1。
▲ 模型前期安裝
▲ 試驗現場照片
試驗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構進行模擬地震試驗。在不同水準地震波輸入前后,對模型進行白噪聲掃頻,以測試模型結構自振頻率、振型和阻尼比等動力特性參數。在進行每個試驗階段的地震試驗時,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,預制混凝土外掛墻板性能良好,為進一步考察結構模型的破壞情況,分別進行了八度罕遇、九度罕遇模擬地震試驗。在九度罕遇地震作用下墻板角部區域出現少量微裂縫,個別連接節點連接螺栓出現松動,外掛墻板整體性能良好。
▲ 螺栓松動
▲ 墻板錯位
▲ 墻板局部出現微裂縫
后期根據對試驗數據的處理擬得到以下成果:
(1)外掛墻板對主體結構剛度的影響程度;
(2)外掛墻板在不同量級地震輸入下相對主體結構的變形量;
(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律;
(5)連接節點在不同地震量級輸入下的應力狀態。
本次試驗填補了國內預制混凝土外掛墻板足尺振動臺試驗的空白,為同類型預制混凝土外掛墻板的設計提供了寶貴的數據,具有重要的研究價值和應用價值。
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