浙江新昌建筑業(yè)管理局 新昌 312500

摘要：高層剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫一直沒(méi)有得到較好的解決，本文提出一種集承重與節(jié)能為一體的新型剪力墻結(jié)構(gòu)體系—點(diǎn)連接自保溫節(jié)能剪力墻結(jié)構(gòu)。通過(guò)三片點(diǎn)連接自保溫剪力墻體在水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)，考察了結(jié)構(gòu)的裂縫開(kāi)展、受力全過(guò)程和破壞形態(tài)，分析了節(jié)能剪力墻體的變形性能、延性、耗能能力等抗震性能，探討了螺栓點(diǎn)連接的可靠性和受力機(jī)理。研究結(jié)果表明：點(diǎn)連接自保溫剪力墻結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)安全可靠、受力性能良好，在水平低周反復(fù)荷載作用下，外側(cè)預(yù)制混凝土模板不會(huì)發(fā)生脫落、分離、倒塌破壞，證明了螺栓點(diǎn)連接是一種有效的連接方式，可以保證現(xiàn)澆主體混凝土剪力墻與外側(cè)預(yù)制混凝土板形成整體，一起共同工作。為點(diǎn)連接自保溫節(jié)能剪力墻結(jié)構(gòu)體系的工程應(yīng)用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)連接；自保溫；節(jié)能；復(fù)合剪力墻體；抗震性能

前言

我國(guó)從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始提倡墻體改革和建筑節(jié)能，鑒于我國(guó)能源緊張的狀況，墻體改革和建筑節(jié)能是建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，住宅體系的墻改及節(jié)能的改革力度有待進(jìn)一步加大。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家新型墻體材料已占整個(gè)墻體材料的60%～90%，新建住宅80%～100%采用高效保溫材料，以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的隔熱節(jié)能保溫標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)目前的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)仍能較低，且大部分新建住宅達(dá)不到國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)前，我國(guó)高層剪力墻住宅結(jié)構(gòu)體系隔熱節(jié)能保溫主要采用外墻外貼外保溫方法，不易滿足當(dāng)前國(guó)家房屋主體結(jié)構(gòu)節(jié)能50%的要求，在2010年要達(dá)到住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)65%的標(biāo)準(zhǔn)更加困難。而且外貼聚苯保溫材料的安全性與耐久性較差，存在一定的安全隱患[1-6]。

為此，本文提出一種新型節(jié)能復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)體系——點(diǎn)連接自保溫節(jié)能復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)體系。該體系由預(yù)制混凝土板、聚苯乙烯泡沫及現(xiàn)澆主體剪力墻組成，采用高效保溫隔熱的聚苯材料作保溫層，普通現(xiàn)澆混凝土剪力墻作為承重層，將承重與節(jié)能集為一體，外側(cè)預(yù)制混凝土板在施工時(shí)作為模板，使用階段作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。為探討點(diǎn)連接自保溫節(jié)能復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)體系的受力機(jī)理和破壞形態(tài)，為其工程應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)，本文進(jìn)行了3片點(diǎn)連接自保溫節(jié)能復(fù)合剪力墻體在水平低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究。

1 點(diǎn)連接自保溫節(jié)能剪力墻結(jié)構(gòu)體系

我國(guó)目前大部分新建建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到國(guó)家隔熱節(jié)能保溫標(biāo)準(zhǔn)，原因有很多，其主要因素是國(guó)內(nèi)很多節(jié)能技術(shù)尚未成熟，特別是采用高效保溫隔熱的聚苯材料作保溫層，將承重與節(jié)能集為一體的結(jié)構(gòu)體系缺乏。

點(diǎn)連接自保溫節(jié)能剪力墻結(jié)構(gòu)體系將承重結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和隔熱保溫措施合成一體，由預(yù)制混凝土平板、現(xiàn)澆混凝土剪力墻、聚苯乙烯泡沫板組成。該體系內(nèi)有聚苯乙烯泡沫板，因此具有較強(qiáng)的保溫隔熱功能，而且可以根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)聚苯乙烯泡沫板的厚度，滿足不同的節(jié)能要求。外側(cè)混凝土預(yù)制板在施工時(shí)作為現(xiàn)澆混凝土剪力墻的室外一側(cè)的永久性模板，通過(guò)水平螺桿與現(xiàn)澆混凝土剪力墻連接，如圖1所示。

點(diǎn)連接有復(fù)合層的混凝土疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系適宜作為自保溫混凝土高層和超高層房屋的豎向結(jié)構(gòu)。該體系從受力結(jié)構(gòu)形式來(lái)講，應(yīng)歸屬于剪力墻結(jié)構(gòu)。其所承受的水平力（地震作用、風(fēng)荷載等）及大部分豎向荷載（結(jié)構(gòu)自重、使用荷載、雪荷載等）主要由現(xiàn)澆主體剪力墻來(lái)承擔(dān)。預(yù)制板能夠承受一部分豎向荷載，且對(duì)現(xiàn)澆剪力墻的穩(wěn)定性及高厚比驗(yàn)算有一定的幫助。

圖1 點(diǎn)連接自保溫節(jié)能剪力墻示意圖

2試驗(yàn)概況

2.1 試件設(shè)計(jì)與制作

共制作了3片點(diǎn)連接式復(fù)合剪力墻體，分別模擬高層住宅頂層墻體和底層墻體，按1：1.5比例縮尺，分別編號(hào)為JLQ-1、JLQ-2和JLQ-3。其中JLQ-1、JLQ-2模擬底層墻體，施加了豎向荷載，JLQ-3模擬頂層墻體，沒(méi)有施加豎向荷載，JLQ-1、JLQ-3為不帶窗洞剪力墻，JLQ-2為帶窗洞剪力墻，洞口尺寸為800mm×800mm，洞口四周各加配2根直徑為16的HRB335加強(qiáng)鋼筋，所有試件頂部設(shè)一道200mm×350mm的連梁，將現(xiàn)澆主體混凝土剪力墻和外側(cè)預(yù)制混凝土板聯(lián)系在一起?，F(xiàn)澆主體混凝土剪力墻和外側(cè)預(yù)制混凝土板之間通過(guò)螺桿連接，螺桿直徑為8mm，螺桿間距為500mm。試件具體情況詳見(jiàn)表1，試件具體尺寸及配筋詳見(jiàn)圖2。試件制作模型如圖3所示。

表 1 試件具體情況

試件

編號(hào)類 別尺寸/mm

（寬、高、厚）水平

分布筋豎向

分布筋暗柱

鋼筋暗梁

鋼筋

JLQ-1未開(kāi)洞墻2200×1700×2008@1508@1501012

JLQ-2開(kāi)洞墻2200×1700×2008@1508@1501012

JLQ-3未開(kāi)洞墻2200×1700×2008@1508@1501012

2.2 材料力學(xué)性能試驗(yàn)

在制作試驗(yàn)試件的同時(shí)制作材料試樣，在墻體實(shí)驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行基本力學(xué)性能試驗(yàn)，測(cè)試試驗(yàn)材料的力學(xué)性能。具體材料力學(xué)性能結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

材料類別混凝土鋼 筋螺 桿

681012

屈服強(qiáng)度 /MPa 267295355397287

極限強(qiáng)度 /MPa31.26386420475484403

（a）JLQ-1、JLQ-3

（b）JLQ-2

圖2 試件尺寸及配筋圖

2.3 試驗(yàn)裝置、加載制度及測(cè)試內(nèi)容