唐柏贊 李小軍 陳 蘇（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土填充墻振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究

唐柏贊 李小軍 陳 蘇
（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

為了適應(yīng)城市建筑和節(jié)土、節(jié)能、維持自然生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，目前正在開展墻體材料改革。我國近年來從國外引進(jìn)一種集承重、保溫、隔熱、阻燃和環(huán)保于一體的新型墻體——水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體。水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體是以水泥、粉煤灰、聚苯顆粒、水和其他摻和料為主要原料，經(jīng)過專業(yè)化機(jī)械設(shè)備拌合制造成帶有橫向、縱向交錯(cuò)孔槽的板材，在其孔槽內(nèi)可以布置拉結(jié)筋，經(jīng)灌注免振搗自密實(shí)混凝土后形成格構(gòu)式混凝土墻體。這種墻體具有良好的應(yīng)用前景，為其推廣提供科學(xué)依據(jù)，通過模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)4片水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體進(jìn)行了研究。

為研究墻體高寬比和墻體開洞對(duì)抗震性能的影響，對(duì)4片墻體進(jìn)行了設(shè)置：墻體1與墻體2高寬比均為1.00；墻體3與墻體4布設(shè)了門窗，墻肢高寬比分別為2.00、2.57。另外，墻體1的水平拉結(jié)筋貫通，墻體2的水平拉結(jié)筋未貫通，兩者的布置方式不同；墻體3與墻體4開有門窗洞口，在洞口左側(cè)豎向鋼筋隔一布置，洞口右側(cè)逐一布置，左右兩側(cè)配筋的數(shù)量有差異。為研究墻體在不同地震動(dòng)、不同地震動(dòng)強(qiáng)度作用下的地震反應(yīng)，沿墻體高度在格構(gòu)梁、柱相應(yīng)位置處布置鋼筋應(yīng)變片。模擬地震振動(dòng)臺(tái)輸入的地震動(dòng)加速度時(shí)程曲線選取了有代表性的地震記錄：Taft地震動(dòng)、El-Centro地震動(dòng)和Wo long地震動(dòng)。地震動(dòng)分別沿水平兩個(gè)方向輸入，輸入峰值加速度以0.1g為公差。試驗(yàn)進(jìn)程分為3個(gè)階段：模殼彈性階段、模殼開裂階段和最后破壞階段。

（1）彈性階段：輸入地震動(dòng)峰值加速度為0.15g時(shí)，格構(gòu)混凝土填充墻未出現(xiàn)任何裂縫，墻體處于彈性狀態(tài)；

（2）開裂階段：輸入峰值加速度為0.2g時(shí)，4片墻體均有輕微豎向和斜裂縫產(chǎn)生，墻體測(cè)點(diǎn)的鋼筋受拉應(yīng)變值較小（不及75 με），隨著輸入地震動(dòng)峰值加速度增大，模殼開始出現(xiàn)裂縫，鋼筋應(yīng)變值陡然增加。輸入Wo long地震動(dòng)峰值加速為0.4g時(shí)，墻體1和墻體2的原有斜裂縫向周邊延伸，裂縫寬度加大，表明高寬比較?。ǎ?）的墻肢破壞形態(tài)以剪切型為主；

（3）破壞階段：在0.75g Wo long地震動(dòng)作用下，墻體測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值達(dá)到最大值，只有少量測(cè)點(diǎn)的最大應(yīng)變值發(fā)生在1.0g。當(dāng)輸入Wo long地震動(dòng)峰值加速度為0.9g時(shí)，墻體3和墻體4的洞口下方水平、豎向以及斜裂縫增加并擴(kuò)展，但模殼沒有從墻體脫落，表明高寬比較大（≥2）的格構(gòu)混凝土墻肢破壞形態(tài)為彎剪型破壞。

為考慮水平拉結(jié)布置方式的影響，通過對(duì)比墻體1和墻體2鋼筋的測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值可以發(fā)現(xiàn)，較之墻體2水平拉結(jié)筋不貫通，墻體1的水平拉結(jié)筋采用貫通的方式，鋼筋應(yīng)變值減小幅度約55%，減小幅值約165 με，出現(xiàn)在墻體2的測(cè)點(diǎn)8。通過對(duì)比墻體3與墻體4鋼筋的測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值可以發(fā)現(xiàn)，豎向鋼筋較多的右側(cè)墻肢測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值小于左側(cè)墻肢，最大減小幅度約83%。除個(gè)別測(cè)點(diǎn)異常外，4片墻體鋼筋的最大應(yīng)變值（約600 με）遠(yuǎn)小于鋼筋屈服應(yīng)變值（2000 με）。表明格構(gòu)混凝土墻體設(shè)置水平貫通拉結(jié)筋和增加豎向配筋能提高墻體的抗震承載力，是一種有效的抗震構(gòu)造措施。

試驗(yàn)結(jié)果表明，水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土填充墻具有良好的抗震性能。