黃 煒， 孫玉嬌， 盛亞文， 李 斌， 黃 惠

(1.西安建筑科技大學 土木工程學院，西安 710055； 2.西安建筑科技大學 結(jié)構工程與抗震教育部重點實驗室，西安 710055；3.西部裝配式建筑工業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新中心，西安 710055； 4.中水珠江規(guī)劃勘測設計有限公司安徽分公司，安徽 蕪湖 241000；5.西安工程大學 城市規(guī)劃與市政工程學院，西安 710600)

隨著現(xiàn)代化建設進程的加快，建筑的拆除、改造產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，廢舊建筑垃圾再利用是實現(xiàn)綠色再生混凝土，發(fā)展低碳節(jié)能建筑的必然趨勢。再生骨料混凝土(recycled aggregate concrete，RAC)自體質(zhì)量小、耐久性好，且其極限抗剪強度與天然骨料非常接近，這都表明了利用再生骨料作為結(jié)構構件替代材料的可能性[1]。

預制混凝土結(jié)構由預制部品構件在施工現(xiàn)場裝配整體而成，具有綠色節(jié)能、質(zhì)量優(yōu)越、建造快速等優(yōu)點，在工程研究及實踐中受到廣泛關注。預制剪力墻結(jié)構能夠有效抵抗側(cè)向力[2-3]，多用于高層建筑結(jié)構體系以及中低層住宅建筑。

以往研究表明，RAC剪力墻的承載力、延性及彈性模量均略低于普通混凝土剪力墻[4]。纖維材料具有高強度、高韌性以及良好的阻裂性，能夠有效改善再生磚骨料的力學性能[5-6]。鋼纖維能夠增強RAC梁的剪切性能，提高試件的變形能力，抑制裂縫再生及發(fā)展[7]。聚丙烯纖維對混凝土的增強機理在于混凝土塑性階段對早期收縮的限制和工作階段延緩裂縫的開展?；祀s纖維的耦合增強和增韌作用能夠改善再生磚骨料混凝土的缺陷，提高其力學和耐久性能[8]。

基于上述研究，課題組將原有生態(tài)復合墻結(jié)構與裝配式剪力墻結(jié)構有機結(jié)合，提出新型裝配整體式纖維再生混凝土(new prefabricated monolithic fiber-reinforced recycled concrete,NPFRC)剪力墻結(jié)構[9]。它主要由預制綠色混凝土墻板、現(xiàn)澆邊緣構件(包括豎向邊緣構件、連接柱及暗梁)及現(xiàn)澆或疊合樓板裝配整澆而成，如圖1所示。NPFRC墻板以纖維再生混凝土為基體材料，采用井字型布筋，并設置可靠的豎向馬牙槎連接及水平坐漿連接，如圖2所示。該結(jié)構體系包含雙重主次結(jié)構：在整體結(jié)構層面，主結(jié)構為現(xiàn)澆邊緣連接構件，次結(jié)構為綠色混凝土墻板；在預制墻板層面，主結(jié)構為井字型布筋，次結(jié)構為未布筋區(qū)域。NPFRC剪力墻獨特的構造特點，保證承力體系在不同烈度水準作用下依次發(fā)揮主要作用，具有明確的多道抗震防線。

圖1 NPFRC剪力墻結(jié)構

(a) 井字形布筋

為研究不同纖維增強材料對NPFRC墻體試件抗震性能的影響，制作了4榀纖維增強剪力墻試件并進行擬靜力試驗。基于軟化拉壓桿模型，提出適用于NPFRC剪力墻的受剪承載力計算公式，為NPFRC剪力墻的工程應用提供理論依據(jù)。

1 試驗概況

1.1 試件設計

設計并制作了4榀鋼筋混凝土剪力墻試件，其中，XJ1為現(xiàn)澆墻體試件，其余3榀為預制墻體試件。設置墻板材料為試驗變量，試件XJ1及PW1采用鋼纖維再生磚骨料混凝土(steel fiber recycled brick aggregate concrete,SFRBAC)，試件PW2采用聚丙烯纖維再生磚骨料混凝土(Polypropylene steel fiber recycled brick aggregate concrete, PFRBAC)，試件PW3采用鋼-聚丙烯混雜纖維再生磚骨料混凝土(steel-Polypropylene steel fiber recycled brick aggregate concrete,S-PFRBAC)。試件采用1/2縮尺模型，軸壓比為0.2，NPFRC剪力墻具體布置,如圖3所示。

(a) 預制墻板配筋圖

1.2 試件制作

各試件幾何尺寸相同，墻體尺寸為100 mm×1 400 mm×1 350 mm(厚×長×高)，加載梁截面尺寸200 mm×200 mm，邊緣構件截面尺寸100 mm×200 mm。為保證在加載過程中底梁具有足夠剛度，將其截面設計為300 mm×500 mm，長度為2 400 mm。本文不考慮配筋率對墻體受力性能的影響，因此各墻體配筋相同，邊緣約束構件縱筋6C8，箍筋Φ6@50/100；加載梁縱筋4C8，箍筋Φ6@50/100；底梁縱筋8C18，箍筋Φ8@100/150。

為實現(xiàn)裝配式連接并保證連接可靠，墻體制作分為預制墻板和現(xiàn)澆邊緣構件兩部分。預制墻板設置通長水平鋼筋，鋼筋左右兩側(cè)外伸部分穿過馬牙槎界面錨固至豎向邊緣構件；預制墻板豎向分布鋼筋在頂部外伸190 mm，外伸部分同樣錨固至暗梁。預制墻板與底梁水平拼縫采用坐漿連接。

制作預制剪力墻試件時，首先預制底梁，底梁內(nèi)預埋豎向邊緣構件縱向鋼筋，同時完成邊緣構件鋼筋骨架綁扎。然后預制墻板，墻板側(cè)邊形成馬牙槎槽口，左右兩側(cè)及頂部外伸錨筋。各預制試件除墻板材料不同外，其他均相同。待墻板達到吊裝強度后，在底梁與墻板結(jié)合部位設置粗糙面。底梁結(jié)合面鋪坐20 mm砂漿，吊裝墻板并精準定位，將墻板外伸鋼筋與邊緣構件鋼筋骨架套固在一起并一一點焊。最后，支設豎向邊緣構件及加載梁模板，澆筑混凝土，形成裝配整體式剪力墻試件?，F(xiàn)澆剪力墻試件的尺寸及配筋與預制墻體完全相同，不同之處在于制作時，整體綁扎鋼筋骨架，現(xiàn)場澆筑。

1.3 材料力學性能

墻板材料強度按照C30等級進行配比，再生磚骨料混凝土(recycled brick aggregate concrete,RBAC)配合比，如表1所示。表1中:XJ1及PW1采用SFRBAC材料，其鋼纖維摻量為1%；PW2采用PFRBAC材料，其聚丙烯纖維摻量為0.1%；PW3采用S-PFRBAC材料，其鋼纖維摻量為1%，聚丙烯纖維摻量為0.1%。底梁、邊緣構件和暗梁均采用C30普通混凝土。本次試驗中，再生磚骨料由西安凱龍環(huán)保再生資源利用有限公司提供，粒徑為5～20 mm的連續(xù)級配。4種墻體材料的力學性能指標值，如表2所示。鋼材的各項力學指標及纖維性能指標分別如表3和表4所示。

表1 再生磚骨料混凝土配合比

表2 混凝土力學性能指標

表3 鋼筋力學性能指標

表4 纖維性能指標

1.4 加載方案

試驗采用低周反復水平加載，加載裝置如圖4所示。加載現(xiàn)場如圖5所示。豎向軸壓力為700 kN，通過油壓千斤頂和鋼拉桿施加到剛性墊梁上，反力墻上的滑動支座可確保加載點與墊梁同步位移。

采用力-位移混合控制的加載制度。試件屈服前采用力控制，級差為30 kN；屈服后采用位移控制，級差為2 mm。力控制時每級循環(huán)加載一次，位移控制時每級循環(huán)加載3次。試件荷載下降至峰值荷載的85%時視為破壞。試驗加載制度如圖6所示。

圖6 試驗加載制度

2 試驗結(jié)果分析

2.1 試驗破壞形態(tài)

4榀墻體試件都經(jīng)歷了彈性階段、彈塑性階段以及破壞階段，各試件最終破壞形態(tài)，如圖7所示。

(a) XJ1

對于XJ1，加載初期，試件處于彈性狀態(tài)。當加載至330 kN時，邊緣構件底部開裂；當加載至450 kN時，馬牙槎、墻板逐漸開裂，荷載-位移曲線明顯脫離線性，試件進入屈服；隨著位移增大，試件裂縫不斷增加，已有裂縫逐漸延伸、加寬，形成“X”形交叉裂縫；損傷逐漸累積，試件加載進入破壞階段，裂縫發(fā)展較為密集，邊緣構件底部混凝土損傷嚴重，鋼筋暴露并被壓曲，預制墻板局部混凝土剝落。

3榀預制試件的破壞過程及形態(tài)基本相似，以PW1為例。當加載至240 kN時，邊緣柱底部出現(xiàn)第一條裂縫，隨后邊緣構件、坐漿連接、馬牙槎和墻板裂縫穩(wěn)定發(fā)展；當荷載達到420 kN時，坐漿連接裂縫貫通，試件表現(xiàn)出明顯的剛度退化；隨著位移加載的進行，柱腳形成細密裂縫群，局部混凝土微微凸起，墻板裂縫呈“八”字形分布；當試件破壞時，柱腳混凝土完全壓碎，鋼筋暴露并被壓曲，受拉側(cè)鋼筋被拉斷，馬牙槎和水平拼縫完全裂開。

由上述各試件破壞過程及破壞形態(tài)對比分析，可得到以下特點：

(1) XJ1邊緣柱底部破壞較輕，墻板剪切斜裂縫分布均勻且數(shù)量眾多；裝配式墻板斜裂縫較少，損傷大量聚集在邊緣構件上。這主要由于豎向馬牙槎及水平坐漿連接均開裂，剪力墻傳力不連續(xù)，墻板未能有效參與抗側(cè)機制，邊緣構件承受較大荷載且由柱腳破壞引發(fā)了最終的構件失效，因此加強水平縫連接是NPFRC剪力墻研究的關鍵。

(2) 從馬牙槎及附近的裂縫分布看，現(xiàn)澆構件的裂縫發(fā)展鮮受馬牙槎影響，而裝配式構件馬牙槎完全開裂，且由此延伸多條裂縫，說明新老混凝土界面的存在，極大地影響裝配式構件的損傷發(fā)展方向。

(3) 3榀裝配式墻板進行橫向?qū)Ρ龋捎诶w維種類的不同，各墻板裂縫分布位置略有不同。這主要是由于不同種類纖維對墻體材料抗壓強度的增強效果不同，隨著墻體材料強度的提高，坐漿連接與墻體的協(xié)同作用相對越差。

2.2 荷載-位移滯回曲線

各試件在低周反復荷載作用下的荷載-位移滯回曲線,如圖8所示。對比可得：

(a) XJ1

(1) 各墻肢在開裂前，加卸載曲線基本重合，大致呈線性變化，處于彈性階段；開裂后，隨加載位移的增加，試件表現(xiàn)出明顯的剛度退化，卸載后出現(xiàn)殘余變形，此階段對應彈塑性階段；隨后，滯回耗能穩(wěn)步增加，殘余變形也不斷加大，滯回環(huán)出現(xiàn)捏攏傾向。

(2) 與現(xiàn)澆試件相比，裝配式試件滯回環(huán)面積較小，達到峰值荷載后承載力下降較快。這是由于現(xiàn)澆試件整體性能優(yōu)越，通過墻體裂縫的張開和閉合大量耗能；而裝配式試件坐漿連接不充分，協(xié)同工作性能較差，耗能較差。

(3) 墻體材料對試件的滯回耗能有較大影響，且隨著加載位移的增加逐漸顯著。3榀試件表現(xiàn)出不同程度的捏攏效應，PW1的滯回曲線呈弓形，耗能性能較優(yōu)越；PW2與PW1受到輕微的滑移影響；PW3達到峰值荷載后隨即發(fā)生破壞，滯回環(huán)包圍的面積最小，且正反向表現(xiàn)出較明顯的不對稱性，表明鋼-聚丙烯混雜纖維增強墻體試件協(xié)同工作性能較差。

2.3 骨架曲線

將試件荷載-位移曲線的各循環(huán)峰值點相連得對應的骨架曲線，如圖9所示。對比分析可得：

圖9 骨架曲線對比

(1) 各骨架曲線的形狀大致相同，都經(jīng)歷了彈性、開裂、屈服、強化和破壞幾個階段，各試件骨架曲線在正反向加載時表現(xiàn)出較好的對稱性，拉壓極限承載力較為接近。

(2) 屈服前，XJ1和PW3的初始剛度基本相等，均高于PW1和PW2，這是由于加載初期坐漿連接能夠有效傳遞荷載，鋼-聚丙烯混雜纖維的增強效應得以發(fā)揮。加載后期，PW3的剛度退化較快，骨架曲線下降段很短，表明試件在達到極限荷載后破壞突然。

(3) PW1和PW2的初始剛度較為接近，PW1的上升段更長，表明PW1的抗側(cè)能力相對優(yōu)越；PW2的剛度退化較為緩慢，骨架曲線下降段較長且較為穩(wěn)定，表明PW2在加載后期變形相對穩(wěn)定，最終，二者的極限位移及變形能力較為接近。

2.4 變形能力及延性分析

本文采用極限位移角分析試件的相對變形，采用位移延性系數(shù)分析墻體試件的延性。采用“通用屈服彎矩法”確定屈服荷載，取骨架曲線下降段荷載值為峰值荷載的85%所對應的點為極限位移點，各試件力學性能特征參數(shù)及變形表征指標如表5所示。從表5分析可知：

表5 試件的力學性能特征參數(shù)及變形表征指標

(1) 4榀試件的位移延性系數(shù)在3.17～6.68，預制墻體試件的延性系數(shù)普遍低于現(xiàn)澆墻體試件，表明現(xiàn)澆試件的延性顯著優(yōu)于預制試件。PW1與PW2的延性系數(shù)相近且均較差，表明纖維種類對墻體試件的延性影響較小。

(2) 4榀試件的極限位移角按降序排列分別為XJ1，PW1，PW2，PW3。XJ1的極限位移角為1/69，約為PW3的兩倍(1/147)，表明現(xiàn)澆試件的相對變形顯著優(yōu)于同條件預制試件。

(3) 對比PW1與PW2，PW3的相對變形較小，而位移延性系數(shù)反而較大。這是由于PW3在位移加載前表現(xiàn)出較大的剛度，屈服位移較??；達到峰值荷載后，PW3邊緣柱縱筋屈曲裸露，結(jié)構破壞突然，極限位移較小。

2.5 剛度退化分析

采用峰值剛度(即各加載循環(huán)正負向峰值點連線的斜率)研究構件在循環(huán)荷載下的剛度退化規(guī)律，各模型剛度退化規(guī)律的對比關系,如圖10所示。從圖10分析可得：

圖10 各試件剛度退化曲線

(1) 各模型的剛度退化大致經(jīng)歷相同的階段，彈塑性階段剛度退化最快，進入屈服后剛度退化逐漸放緩；位移加載過程中，同一級位移荷載各次循環(huán)后的剛度退化較小，剛度退化曲線整體呈臺階式下降。

(2) 初始剛度PW3最大，XJ1次之，PW1和PW2相近。位移加載階段，XJ1，PW1和PW2的剛度均表現(xiàn)出緩慢下降的趨勢，PW3各階段退化速率顯著大于其他試件。這是由于混雜纖維再生磚混凝土材料的彈性模量最大，初始加載階段坐漿連接工作性能良好，材料強度得以發(fā)揮；隨著加載進行，坐漿連接逐漸失效、破壞，受力主要集中在邊緣約束構件底部，結(jié)構整體協(xié)同工作性能較差，破壞過程迅速。

2.6 耗能分析

采用等效黏滯阻尼系數(shù)he[10]表征結(jié)構的耗能能力，he越大，結(jié)構的耗能能力越好。將各模型的等效黏滯阻尼系數(shù)對比，如圖11所示。從圖11可得如下結(jié)論：

圖11 試件耗能-位移關系曲線

(1) 各模型的黏滯阻尼系數(shù)發(fā)展規(guī)律基本相同。每一級位移加載，第一循環(huán)的構件耗能能力增長迅速，甚至部分情況下超越后級循環(huán)耗能，曲線振蕩上升。

(2) XJ1，PW1和PW2的耗能能力隨著位移加載等級的提升不斷攀升，其中XJ1的增長較平緩，而PW1和PW2的耗能由初始的較低水平迅速增長，由初始的低于XJ1而發(fā)展至后期的超越XJ1。

(3) PW3的表現(xiàn)區(qū)別于其他3榀試件，加載初期，PW3耗能能力均高于同級位移下的其他試件；加載后期，PW3試件耗能能力驟然下降至最低水平。這是由于加載初期，PW3協(xié)同性能優(yōu)越，耗能能力較好，但加載后期墻體無法有效參與抗側(cè)機制，極限位移較小，導致試件耗能能力驟然下降。

3 NPFRC剪力墻抗剪承載力分析

3.1 基于軟化拉壓桿模型的剪力墻抗剪承載力計算

地震作用下鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構的破壞機制與墻體高寬比(H/L)有關，當高寬比較大時，墻體的行為受彎曲變形控制；當較小時，通常受剪切變形控制。根據(jù)低矮剪力墻剪切破壞形態(tài)可知，在荷載作用下，墻體沿主斜裂縫形成壓應力流區(qū)，如圖12所示。

(a)

在壓應力流區(qū)存在3種受力機制：對角受力機制、水平受力機制、豎向受力機制，3種受力機制的計算模型，如圖13所示。從圖13可知：對角受力機制由一個對角壓桿組成；水平受力機制由一個水平拉桿和兩個平壓桿組成，其中墻體內(nèi)水平分布鋼筋構成水平拉桿，當采用井字形配筋時，水平拉桿建議取水平鋼筋總量的50%；豎向受力機制由一個豎向拉桿和兩個斜壓桿組成，豎向分布鋼筋構成豎向拉桿，豎向拉桿取底部有可靠連接的豎向分布鋼筋。

(a) 對角受力機制

軟化拉壓桿模型疊加上述3種受力機制,如圖14所示。從圖14可知:墻體主斜裂縫的對角混凝土承受壓力，即為主壓桿；剪力墻分布鋼筋承受拉力，即為拉桿；由于鋼筋與混凝土的相互作用，在主斜裂縫周圍分布著其他斜裂縫形成的次壓桿，當主壓桿節(jié)點處達到混凝土的抗壓強度時，混凝土破壞，墻體達到斜截面抗剪承載力。

圖14 軟化拉壓桿模型

基于軟化拉壓桿模型的剪力墻斜截面受剪承載力計算公式為[11]

Vw=KζfcAccosθ

(1)

(2)

3.2 NPFRC剪力墻受剪承載力實用計算公式

由3.1節(jié)的分析可知，基于軟化拉壓桿模型的受剪承載力計算公式物理意義明確，但式中并未考慮纖維對受剪承載力的影響。

3.2.1 墻體各部分受剪承載力分析

在NPFRC剪力墻中，預制墻板與現(xiàn)澆邊緣構件相互受力、協(xié)同工作，在壓、彎、剪復合作用下，腹板混凝土形成對角壓桿承擔墻體應力，當拉應力達到其抗拉強度時，墻身出現(xiàn)裂縫。隨著斜裂縫的開展及延伸，混凝土斜壓桿所承受的拉應力開始轉(zhuǎn)由水平、豎向拉桿承擔。隨著荷載增加，對角壓桿承受反復拉壓作用而導致內(nèi)部損傷不斷累積，混凝土軟化，斜向壓力由裂縫間的摩阻力、分布鋼筋以及墻板內(nèi)鋼纖維的銷鍵作用承受。邊緣構件底部出現(xiàn)塑性鉸時，試件破壞。由上述分析可知，NPFRC剪力墻斜截面受剪承載力Vu的計算式為

Vu=Vw+Vf

(3)

式中：Vw為不考慮纖維作用的剪力墻受剪承載力，由式(1)確定；Vf為纖維增強受剪承載力，包括鋼纖維增強受剪承載力Vsf、聚丙烯纖維增強受剪承載力Vpf。

將不考慮纖維作用的NPFRC剪力墻受剪承載力分解為兩部分，即Vw=Vvc+Vpw。其中:Vvc為邊緣構件受剪承載力;Vpw為預制墻板受剪承載力。為此，將aw分解為兩部分，即aw=apw+avc，apw為預制墻板斜壓桿高度、avc為豎向邊緣構件斜壓桿高度。apw,avc可根據(jù)預制墻板與豎向邊緣構件在墻體中所占面積的比例近似確定，即

(4)

(5)

式中,Apw,Avc分別為預制墻板和豎向邊緣構件的水平投影面積。

由于預制墻板混凝土中摻入鋼纖維、聚丙烯纖維以及鋼-聚丙烯混雜纖維，而現(xiàn)澆邊緣構件采用普通混凝土澆筑，因此只需考慮預制墻板纖維對受剪承載力的影響?？紤]將鋼纖維、聚丙烯纖維作為復合材料，對RBAC具有一定的增強效應。

當混凝土中僅配置鋼纖維時，鋼纖維對墻體承載力的提高與混凝土抗拉強度成正比，其表達式為[13]

(6)

fsft=ft(1+βsfλsf)

(7)

(8)

式中：αsf為鋼纖維增強受剪承載力比例系數(shù)[14]，此處近似取值0.83；ft為RBAC抗拉強度；fsft為鋼纖維RBAC抗拉強度；βsf為鋼纖維對RBAC的抗拉提高系數(shù)[15]，對于切斷型波紋鋼纖維，取1.02；λsf為鋼纖維摻量特征值；ρsf為鋼纖維體積率；lsf/dsf為鋼纖維長徑比。

當混凝土中僅配置聚丙烯纖維時，其計算表達式與鋼纖維類似，不同之處在于將式(6)～式(8)中的“s”下標改為“p”，對應于聚丙烯纖維的相關指標。其中，αpf為聚丙烯纖維增強受剪承載力比例系數(shù)[16]，此處近似取為0.68；βpf為聚丙烯纖維增強受剪承載力比例系數(shù)，近似取0.37。則聚丙烯纖維受剪承載力為

Vpf=αpfVpw(1+βpfλpf)

(9)

當混凝土中配置鋼-聚丙烯混雜纖維時，其受剪承載力為兩種纖維的疊加，即

Vf=αsfVpw(1+βsfλsf)+αpfVpw(1+βpfλpf)

(10)

3.2.2 不同纖維增強墻體的受剪承載力實用計算公式

結(jié)合試驗分析可知，預制墻體試件坐漿連接在試驗中破壞嚴重，導致預制墻板無法充分發(fā)揮抗剪性能?？紤]在預制墻板受剪承載力計算公式中增設坐漿連接折減系數(shù)γ，結(jié)合以往坐漿連接預制墻體試件性能[17]，取γ=0.9，則式(3)可表示為

Vu=Vvc+γ(Vpw+Vf)

(11)

對于XJ1，墻板材料為鋼纖維RBAC，則其斜截面受剪承載力Vu表示為

Vu=Vw+Vsf=Kζfcawbwcosθ+

αsf(1+βsfλsf)Kζfcapwbwcosθ

(12)

對于PW1，預制墻板材料為鋼纖維RBAC，且水平拼縫采用坐漿連接，則

Vu=Vvc+γ(Vpw+Vsf)=Kζfcavcbwcosθ+

γ[1+αsf(1+βsfλsf)]Kζfcapwbwcosθ

(13)

試件PW2為坐漿連接的新型裝配式聚丙烯纖維再生混凝土剪力墻，則

Vu=Vvc+γ(Vpw+Vpf)=Kζfcavcbwcosθ+

γ[1+αpf(1+βpfλpf)]Kζfcapwbwcosθ

(14)

試件PW3的預制墻板材料為鋼-聚丙烯混雜纖維再生混凝土，采用坐漿連接，則

Vu=Vvc+γ(Vpw+Vf)=Kζfcavcbwcosθ+γ[1+

αsf(1+βsfλsf)+αpf(1+βpfλpf)]Kζfcapwbwcosθ

(15)

3.3 理論計算值與試驗結(jié)果對比分析

結(jié)合試驗試件的各項參數(shù)，并選取3榀同批次試驗試件[18]進行受剪承載力理論值與試驗值對比分析，結(jié)果如表6所示。3榀同批次試件的墻板材料與PW1一致，不同之處在于試件TPW2，TPW3，TPW4的水平接縫分別采用焊板焊接、套筒灌漿連接、綁扎搭接。

表6 受剪承載力計算值Vuc與試驗值Vut對比分析

基于軟化拉壓桿模型的NPFRC受剪承載力計算公式的準確性由受剪承載力理論計算值與試驗值之比確定，由表6可知，各試件的Vuc/Vut平均值為0.946，變異系數(shù)為0.034，誤差小于10%，表明提出的公式能夠有效預測NPFRC墻體的受剪承載力。此外，除TPW4外，各試件理論計算值均略小于試驗值，表明該預測公式較為保守，這是由于抗剪過程中，墻板材料未能充分參與抗側(cè)機制，此處對混凝土軟化系數(shù)ζ的取值偏保守。此外，提出的計算公式未能充分考慮豎向鋼筋不同連接技術對受剪承載力的影響，因此對于采用不同連接技術的同批次試驗試件(TPW2～TPW4)，其理論計算值均視為等同現(xiàn)澆試件，而試驗值近似在試件XJ1和PW1極限受剪承載力試驗值之間。

4 結(jié) 論

NPFRC剪力墻由預制綠色再生混凝土墻板及現(xiàn)澆邊緣構件組成，包括邊緣構件連接及水平坐漿連接兩種連接機制，具有現(xiàn)澆邊緣構件-預制墻板及井字型布筋-未布筋區(qū)域雙重主次結(jié)構。對其在低周反復荷載作用下的性能進行試驗研究，分析了各項抗震性能指標，提出了不同纖維增強再生磚骨料混凝土剪力墻的極限抗剪承載力計算公式，并將理論計算值與試驗結(jié)果進行對比分析，可得到如下結(jié)論：

(1) 4榀墻體試件的破壞都經(jīng)歷了彈性、彈塑性以及破壞3個階段，但破壞形態(tài)略有不同。XJ1試件裂縫多而均勻，多為“X”形交叉斜裂縫；而3榀預制試件墻板裂縫分布較少，損傷集中在邊緣構件上。

(2) 不同纖維種類對墻體試件的抗震性能有較大影響。PW1與PW2的延性、剛度退化及滯回耗能性能相近，PW1的極限抗剪承載力為513.61 kN，高于PW2約7%；PW3的剛度退化最快，耗能能力較差，承載力及延性相對較低，綜合抗震性能較差。

(3) 馬牙槎連接及坐漿連接均為NPFRC剪力墻的薄弱環(huán)節(jié)，適度提高墻板的材料性能有助于改善墻體抗震性能，但超過一定程度，反而會使整個構件在地震作用下呈現(xiàn)出“強構件，弱節(jié)點”的不利狀態(tài)。

(4) 基于軟化拉壓桿模型，考慮纖維對預制墻體試件抗剪強度的增強作用，提出了NPFRC受剪承載力公式，該公式明確體現(xiàn)出邊緣構件、墻體分布鋼筋、墻板混凝土以及纖維的貢獻，可方便地用于墻體試件抗剪強度預測，理論計算值低于試驗值約3%～9%，偏保守，具有較好的精度，能夠為工程應用提供指導。