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一種基于再生混凝土的裝配式結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究

2021-12-16 20:21李想孫建剛張書進(jìn)王尊策徐蕾崔利富沙東
振動工程學(xué)報 2021年5期
關(guān)鍵詞:建筑垃圾

李想 孫建剛 張書進(jìn) 王尊策 徐蕾 崔利富 沙東

摘要: 為了研究低成本抗震節(jié)能結(jié)構(gòu)體系,進(jìn)行了以建筑垃圾為骨料的再生混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)。對再生混凝土剪力墻進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn),分析了以建筑垃圾為骨料的再生混凝土剪力墻承載力、破壞形態(tài)以及滯回特性。提出一種隔震裝置以及裝配式結(jié)構(gòu),通過模擬地震動振動臺試驗(yàn)分析隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震性能并檢驗(yàn)隔震裝置的有效性。結(jié)果表明:再生混凝土的力學(xué)性能隨著聚丙烯纖維的加入而提高;再生混凝土剪力墻具有較高的抗震性能和承載能力;裝配式結(jié)構(gòu)洞口處和墻柱連接處為薄弱部位,地震作用下洞口處裂縫呈現(xiàn)X形分布,墻柱連接處幾乎形成貫通的裂縫。在不同地震波作用下,隔震后結(jié)構(gòu)沿高度方向上的振動趨于整體平動,表明該隔震裝置對于結(jié)構(gòu)隔離地震作用具有一定的效果,但該隔震裝置的隔震效果與輸入地震波的頻譜特性有關(guān),設(shè)計時,需要選擇適當(dāng)?shù)膱龅亍?/p>

關(guān)鍵詞: 隔震結(jié)構(gòu); 建筑垃圾; 振動臺試驗(yàn); 新型裝配式結(jié)構(gòu); 擬靜力試驗(yàn)

中圖分類號: TU352.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號: 1004-4523(2021)05-0899-12

DOI:10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.05.003

引 言

占中國總建筑面積50%以上的村鎮(zhèn)建筑發(fā)展緩慢,研究裝配式低層村鎮(zhèn)建筑結(jié)構(gòu)體系成為村鎮(zhèn)發(fā)展和建設(shè)的迫切需求。基于中國村鎮(zhèn)建筑量大、面廣,村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、抗震節(jié)能技術(shù)薄弱的現(xiàn)狀,研究采用建筑垃圾為骨料的低層裝配式隔震結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外學(xué)者對于低層裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究,Goggins等[1]、Landolfo等[2]、Pourabdollah等[3]較早進(jìn)行了薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)體系的研究,并進(jìn)行了大量的輕鋼龍骨復(fù)合墻體抗側(cè)性能試驗(yàn)與理論分析。Hu等[4]提出了一種新型裝配整體式雙層鋼管混凝土框架體系,并對3個1/2比例的試件進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。Henry等[5]通過設(shè)置軟鋼阻尼器以提高預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能能力。Marriott等[6]采用軟鋼阻尼器提高預(yù)制后張拉搖擺墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。錢稼茹等[7]基于帶邊框的混凝土夾芯輕墻結(jié)構(gòu),研發(fā)了SW建筑結(jié)構(gòu)體系;賈穗子等[8]提出一種裝配式輕鋼邊框?單排配筋薄墻板組合結(jié)構(gòu),并對其進(jìn)行了底周反復(fù)荷載試驗(yàn)。王維等[9]為研究預(yù)制混凝土剪力墻隔震結(jié)構(gòu)(PCSW)的抗震性能,進(jìn)行PCSW的隔震結(jié)構(gòu)和非隔震結(jié)構(gòu)縮尺比例模型的振動臺試驗(yàn)。袁涌等[10]研究了高阻尼隔震支座的水平剛度和耗能特性。

已有研究大多集中于普通混凝土裝配式結(jié)構(gòu)的抗震性能分析,并未針對采用建筑垃圾為骨料的新型裝配式隔震結(jié)構(gòu)[11?16]進(jìn)行深入的探討,特別是缺乏低成本裝配式隔震結(jié)構(gòu)的地震動試驗(yàn)。鑒于此,本文對以建筑垃圾為骨料的再生混凝土進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上對再生混凝土剪力墻進(jìn)行了墻體設(shè)計和擬靜力試驗(yàn),分析了其抗震性能。提出一種新型隔震裝置以及基于再生混凝土的新型裝配式結(jié)構(gòu),通過振動臺試驗(yàn)分析隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的抗震性能,并檢驗(yàn)新型隔震裝置的有效性。

1 再生混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

本文采用42.5R級普通硅酸鹽水泥,再生細(xì)骨料和再生粗骨料為大連金石灘某拆除建筑廢棄混凝土經(jīng)過破碎、清洗和篩分制得,實(shí)測再生細(xì)骨料粒徑小于5 mm,再生粗骨料粒徑為5?32 mm,再生骨料物理性質(zhì)如表1所示。本文采用加入聚丙烯纖維的方法提高再生混凝土的強(qiáng)度,聚丙烯纖維物理性質(zhì)如表2所示。

1.2 再生混凝土配合比設(shè)計

根據(jù)再生細(xì)骨料和再生粗骨料的物理性質(zhì),采用不同水膠比將再生混凝土的配合比分為A組、B組和C組?;诃h(huán)保、經(jīng)濟(jì)及材料強(qiáng)度等因素,在進(jìn)行配合比設(shè)計時分別加入聚丙烯纖維和粉煤灰,同時鑒于該再生混凝土中的再生骨料吸水率較高,故加入附加水,具體配合比設(shè)計如表3所示。

參照文獻(xiàn)[17]制作和養(yǎng)護(hù)36個再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件。

1.3 再生混凝土表觀密度試驗(yàn)

通過試驗(yàn)測得采用建筑垃圾為骨料的再生混凝土表觀密度,如表4所示。

從表4可知本文所提出的再生混凝土密度均小于普通混凝土密度(2500 kg/m3),表明該新型再生混凝土具有輕質(zhì)的特點(diǎn)。

1.4 再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

立方體抗壓強(qiáng)度屬于再生混凝土基本的力學(xué)性能指標(biāo),目前關(guān)于再生混凝土抗壓強(qiáng)度國內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果不盡相同。Ridzuan[18]通過試驗(yàn)得出再生混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度要高于普通混凝土,肖建莊等[19]則認(rèn)為普通混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度要高于再生混凝土。目前關(guān)于摻有一定比例粉煤灰、聚丙烯纖維和附加水的再生混凝土研究較少,故本文對于以建筑垃圾為骨料的新型再生混凝土的研究具有應(yīng)用意義。

1.4.1 再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象

A,B,C三組再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。在整個試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)再生混凝土試件和普通混凝土試件的破壞形態(tài)相似,在豎向荷載作用下,再生混凝土試件呈現(xiàn)水平伸長和豎向壓縮的變形狀態(tài),而且隨著荷載的逐漸增大,試件側(cè)面的中部首先出現(xiàn)豎向裂縫,隨后裂縫延伸至角部,形成八字形裂縫,而后混凝土立方體試塊邊緣逐步壓碎剝落,最終形成正倒相連的四角錐形的破壞形態(tài),如圖1所示。

1.4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

從表5可知,A組(水膠比為0.5)再生混凝立方體抗壓強(qiáng)度最高,且均高于普通混凝土(30 MPa),其中A4組的再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度比普通混凝土立方體抗壓強(qiáng)度提高了13%。在試件水膠比為0.5的情況下,再生混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著聚丙烯纖維的加入而提高,這主要是因?yàn)椋海?)聚丙烯纖維可以明顯提高混凝土的抗塑性收縮能力,混凝土澆筑完成后,裂縫產(chǎn)生的主要原因是材料內(nèi)部水分蒸發(fā)不一致,造成體積的不均勻收縮,漿體收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力可導(dǎo)致混凝土開裂,而聚丙烯纖維可以抵消部分應(yīng)力,從而抑制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。(2)聚丙烯纖維可以有效地降低裂紋尖端的應(yīng)力集中,抑制裂縫的發(fā)展。當(dāng)裂縫形成后,會在尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中,因此裂縫會繼續(xù)擴(kuò)展,當(dāng)尖端發(fā)展到與聚丙烯纖維相交時,聚丙烯纖維可以抵消部分應(yīng)力,因?yàn)樵诨炷林芯郾├w維呈三維狀態(tài)分布,所以可有效地防止裂縫發(fā)展成貫穿裂縫。因此聚丙烯纖維可以提高再生混凝土立方體的抗壓強(qiáng)度。再生混凝土加入粉煤灰后其立方體抗壓強(qiáng)度雖然有所降低,但是粉煤灰具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、可再生的特征,而且其抗壓強(qiáng)度也高于普通混凝土立方體抗壓強(qiáng)度(30 MPa),所以適當(dāng)增加粉煤灰在未來的研究中可以作為一個重要的參考。綜上分析,再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度比普通混凝土提高的原因主要可能為:(1)加入聚丙烯纖維提高再生混凝土立方體抗壓強(qiáng)度;(2)再生細(xì)骨料和再生粗骨料的吸水率較大,混凝土的拌和中儲水與吸水作用明顯;(3)再生細(xì)骨料和再生粗骨料表面粗糙,故其與砂漿的摩擦系數(shù)大,使得在試驗(yàn)時界面的摩擦力增大。通過對比各組試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)A4組最優(yōu)。

2 采用建筑垃圾為骨料的再生混凝土剪力墻擬靜力試驗(yàn)

2.1 墻體設(shè)計

本文采用A4組再生混凝土配合比進(jìn)行再生混凝土墻體的設(shè)計和制作,配合比如表6所示。參考試驗(yàn)加載條件設(shè)計墻體長1.5 m,高1.45 m,厚150 mm,在墻體兩側(cè)設(shè)置暗柱以增強(qiáng)整體性,其中暗柱截面長170 mm,寬150 mm,再生混凝土剪力墻墻體設(shè)計及制作流程如圖2所示。

2.2 地梁制作

采用插入式裝配方法連接墻體和地梁。在地梁頂部設(shè)計凹槽,然后將墻體插入到凹槽中,并在縫隙中灌入砂漿,使地梁和墻體構(gòu)成一個整體,這樣可以有效地限制墻體在外荷載作用下發(fā)生傾覆和滑移,地梁設(shè)計圖如圖3所示。

2.3 試驗(yàn)裝置和加載制度

2.3.1 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置如圖4(a)所示。在豎向作動器和水平作動器上布置力傳感器,在墻體的側(cè)面沿高度布置5個位移傳感器,如圖4(b)所示。試驗(yàn)現(xiàn)場照片如圖4(c)所示。

2.3.2 加載制度

首先通過豎向作動器在分配梁頂面中心處施加豎向荷載80 kN,加載過程中保持恒定。試驗(yàn)開始前,對墻體進(jìn)行豎向預(yù)加載,預(yù)加載值為實(shí)際試驗(yàn)豎向荷載的30%。預(yù)加載過程中檢查傳感器是否正常,并保證墻體受力穩(wěn)定和均勻。確保傳感器等正常工作后,在水平方向施加低周往復(fù)荷載,且水平荷載的施加從0開始,每級增加20 kN,直到墻體開裂。每到峰值處持時90 s,以便觀測墻體的裂縫狀況和記錄數(shù)據(jù)。當(dāng)墻體達(dá)到屈服強(qiáng)度并開裂后,改用以位移為控制值的加載方式,其加載值取墻體開裂寬度的2倍,并逐漸增大,每周期位移值循環(huán)2次,直至水平荷載下降到極限荷載的85%,試驗(yàn)停止。

2.4 再生混凝土剪力墻抗震性能試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.4.1 試驗(yàn)現(xiàn)象及原因分析

試驗(yàn)前期,墻體未有明顯變化。當(dāng)水平荷載達(dá)到140 kN時,墻體的左下角和右下角出現(xiàn)45°交叉斜裂縫,隨著荷載的繼續(xù)增大,墻面的裂縫逐漸增多。當(dāng)水平荷載達(dá)到180 kN時,墻體的左上角至右下角和右上角至左下角出現(xiàn)兩條貫穿墻體的斜裂縫,呈現(xiàn)X形。當(dāng)水平荷載增加至210 kN時墻體從底部被剪斷,整體結(jié)構(gòu)破壞,如圖5所示。

墻體破壞主要是因?yàn)閴w受到水平剪切荷載的作用,隨著剪切力的不斷增大,墻體進(jìn)入彈塑性狀態(tài),墻體表面出現(xiàn)微小的裂縫。此時水平剪切荷載繼續(xù)增大,墻體裂縫不斷增多、擴(kuò)展,且主要以斜裂縫為主,墻體進(jìn)入塑性狀態(tài)。最后,在力的作用下墻身鋼筋網(wǎng)片被拉斷,墻體兩端暗柱鋼筋屈服,墻體破壞。

2.4.2 滯回曲線

從圖6中可以看出試驗(yàn)前期水平方向位移較小,荷載位移呈直線分布,墻體表面開裂前處于彈性工作狀態(tài)。隨著水平荷載的繼續(xù)增大,墻體逐漸開裂,當(dāng)水平荷載達(dá)到140 kN時,墻體出現(xiàn)斜裂縫,此時墻體進(jìn)入彈塑性狀態(tài),當(dāng)水平荷載繼續(xù)增大,裂縫逐漸變寬、增多、延伸,滯回曲線所圍面積也逐漸增大,且曲線呈梭形。隨著水平荷載的進(jìn)一步增大,墻體進(jìn)入塑性階段,墻面出現(xiàn)X形裂縫,滯回曲線所圍成的面積繼續(xù)增加,表明耗能能力增強(qiáng),且滯回曲線逐漸由梭形變?yōu)楣巍?/p>

2.4.3 骨架曲線和剛度退化曲線

從圖7墻體的骨架曲線中可以看出,再生混凝土剪力墻體在試驗(yàn)的整個階段,骨架曲線的斜率呈現(xiàn)由大到小的變化趨勢,試驗(yàn)剛開始時墻體的骨架曲線斜率最大,表明再生混凝土剪力墻剛度大,此時墻體處于彈性階段。隨著水平荷載的逐漸增大,墻體出現(xiàn)微小裂縫,骨架曲線的斜率開始逐漸減小,此時墻體處于彈塑性階段。繼續(xù)增加水平荷載,發(fā)現(xiàn)墻體的骨架曲線斜率持續(xù)下降,表明墻體的承載能力逐漸降低。從圖8墻體剛度退化曲線可以看出隨著位移進(jìn)一步增大,墻體剛度逐漸減小,初始階段剛度退化明顯,退化速度較快;隨著位移的增大,墻體剛度退化速度逐漸降低,且當(dāng)墻體處于極限荷載時,墻體剛度最小,并處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 基于再生混凝土的新型裝配式結(jié)構(gòu)地震動臺試驗(yàn)

3.1 結(jié)構(gòu)概況

為了研究低成本抗震節(jié)能結(jié)構(gòu)體系,基于再生混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)和再生混凝土剪力墻擬靜力試驗(yàn),明確了試驗(yàn)材料的力學(xué)性能、墻體的抗震性能和承載力。提出一種基于再生混凝土的新型插入式裝配結(jié)構(gòu)體系,旨在提供一種工廠化生產(chǎn),低成本,安裝簡單的新型裝配式結(jié)構(gòu),并提出一種造價低廉適用于該結(jié)構(gòu)的復(fù)合滾動隔震裝置。

3.2 振動臺試驗(yàn)方案

3.2.1 新型裝配式結(jié)構(gòu)模型尺寸

受振動臺尺寸的限制,將原型結(jié)構(gòu)設(shè)計成1∶3縮尺模型,如圖9所示。模型尺寸長×寬×高=2.6 m×1.6 m×1.5 m。根據(jù)實(shí)際尺寸計算模型結(jié)構(gòu)質(zhì)量為4.3 t(包括底座重量),屋頂配重1.2 t。最終確定的相似比關(guān)系如表7所示。

3.2.2 新型裝配式結(jié)構(gòu)模型砌筑

為了響應(yīng)國家節(jié)能減排,建設(shè)節(jié)約型社會的號召,該新型裝配式結(jié)構(gòu)模型的材料采用以建筑垃圾為骨料的再生混凝土,其具體配合比如表6所示。模型砌筑過程中首先澆筑混凝土地梁,而后綁扎帶有凹槽的異形柱鋼筋,并在地梁上支模,澆筑異形柱,同時砌筑墻體。待墻體和異形柱等養(yǎng)護(hù)完畢,將墻體插入異形柱凹槽,并在異形柱和墻體縫隙中灌注砂漿,實(shí)物模型砌筑過程如圖10所示。

3.2.3 復(fù)合滾動隔震裝置設(shè)計

1)滾動隔震裝置模型力學(xué)性能分析

滾動隔震裝置中滾球在凹槽的滾動過程中摩擦力和水平剛度非常小,所以有效地阻止了絕大部分水平地震力向上部結(jié)構(gòu)的傳遞,而且凹槽可以有效地限制振動過程中底板所產(chǎn)生的滑動位移。將隔震裝置上部結(jié)構(gòu)假定為剛體運(yùn)動,質(zhì)量為M,僅考慮單向的自由振動,其整體簡圖如11所示。

只取一個鋼球進(jìn)行滾動隔震裝置力學(xué)分析,其質(zhì)量為m。其運(yùn)動與幾何關(guān)系如圖12所示。

可以得到動力方程為

式中 為地震波加速度,為上部結(jié)構(gòu)相對于地面的加速度,為隔震層阻尼,為隔震層剛度,為隔震層所受的水平力。

由基礎(chǔ)的運(yùn)動和幾何關(guān)系知

2)復(fù)合滾動隔震裝置的研制

地震作用下,滾動隔震裝置依靠滾球在凹槽內(nèi)滾動來消耗地震能量,并且在上部結(jié)構(gòu)的重力作用下自身復(fù)位。雖然有很好的隔震效果,但由于沒有限制滾球滾動量的措施,滾球仍有可能從凹槽中滾出,導(dǎo)致建筑物發(fā)生傾覆,失去隔震意義。

基于滾動隔震裝置的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合橡膠自身特性,本文提出了一種新型的復(fù)合滾動隔震裝置,如圖14所示,該裝置由5個廢舊橡膠柱體和4個滾動隔震支座并聯(lián)而成,其中滾動隔震支座由向上和向下開口的曲率相同的凹槽所組成,并在凹槽內(nèi)放置鋼球,該凹槽和鋼球的直徑可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量和隔震周期的具體情況來確定;在滾動隔震支座頂部和底部焊接上下墊板,其中鋼球采用軸承鋼GCr15,上下凹槽采用低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345B,上下墊板采用鑄鋼ZG270?500;同時在4個滾動隔震支座的周圍布置5個具有一定剪切剛度的廢舊橡膠柱體,限制隔震層位移,以防止鋼球從凹槽中滾落。隔震裝置如圖14所示,隔震裝置布置如圖15所示。

3)新型隔震裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1)橡膠柱起到限位、消能、復(fù)位的作用,造價低廉。

(2)橡膠柱增大隔震層的有效剛度和阻尼,對于減小地震對結(jié)構(gòu)的破壞起到很大的作用。

(3)新型隔震裝置結(jié)構(gòu)簡單,便于取材,安裝施工簡單,具有瞬時復(fù)位功能,其既能支撐上部結(jié)構(gòu),又能隔離地震向上部結(jié)構(gòu)的輸入。

(4)與單一滾動隔震支座相比,該新型復(fù)合滾動隔震裝置具有更好的豎向承載能力和恢復(fù)力。

3.2.4 測點(diǎn)布置

試驗(yàn)在大連民族大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的3.00 m×3.00 m振動臺上完成。為了測量房屋關(guān)鍵部位的加速度和位移,在模型上分別布置了若干加速度計和位移計,其測點(diǎn)布置如圖16所示。

3.2.5 試驗(yàn)工況

為了考察結(jié)構(gòu)在不同地震波、不同地震等級作用下的動態(tài)特性和響應(yīng)規(guī)律,基于振動臺的限制選擇如下4種位移波:Jinmen波、EL?Centro波、Taft波和Pasadena波,進(jìn)行了16個試驗(yàn)工況。試驗(yàn)?zāi)P偷亩踢叿较驗(yàn)檎駝优_的振動方向。進(jìn)行名義加速度峰值分別為0.1g,0.2g,0.3g和0.4g的加振試驗(yàn),根據(jù)相似比對4種地震波按照設(shè)計峰值加速度進(jìn)行比例縮放,持續(xù)時間與原波相同,其中Jinmen波和EL?Centro波的位移時程曲線如圖17?18所示。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.3.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

地震波輸入后,隔震層出現(xiàn)明顯的位移,且隨著地震波加速度峰值的增加,隔震層位移也逐漸增大。試驗(yàn)過程中隔震層位移呈現(xiàn)平動反應(yīng)。當(dāng)臺面輸入地震波加速度峰值達(dá)到0.2g時,結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)裂縫,處于彈性工作狀態(tài)。當(dāng)臺面輸入地震波加速度峰值達(dá)到0.3g時,結(jié)構(gòu)在洞口處、墻柱連接處開始出現(xiàn)微裂縫。當(dāng)臺面地震波加速度峰值達(dá)到0.4g時,結(jié)構(gòu)在洞口處、墻柱連接處產(chǎn)生裂縫,但未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的損壞與倒塌,其中洞口處裂縫呈現(xiàn)X形分布,墻柱連接處幾乎形成貫通的裂縫。0.4g地震波輸入后激振方向結(jié)構(gòu)裂縫如圖19所示。

3.3.2 模型加速度反應(yīng)

地震波加速度為0.1g,0.2g,0.3g和0.4g時,結(jié)構(gòu)沿高度方向加速度放大系數(shù)如圖20所示。

從圖20中可以看出,隨著臺面地震加速度的不斷增大,其上部結(jié)構(gòu)的加速度也逐漸增大。就不同地震動輸入來看,在卓越頻率相對較高的EL?Centro波、Jinmen波和Taft波的作用下,結(jié)構(gòu)的放大系數(shù)明顯小于卓越頻率相對較低的Pasadena波,這說明該隔震裝置的隔震效果與輸入地震波的頻譜特性有關(guān),設(shè)計時,需要選擇適當(dāng)?shù)膱龅?。?dāng)輸入地震波的加速度越低,結(jié)構(gòu)的放大系數(shù)越小,隔震效果越好,表明該隔震裝置適合于震級較小的地震。

3.3.3 模型位移反應(yīng)

地震波加速度為0.1g,0.2g,0.3g和0.4g時,結(jié)構(gòu)沿高度方向位移峰值如圖21所示。

從圖21中可以看出,隨著臺面地震位移的不斷增大,結(jié)構(gòu)的位移也逐漸增大。在不同地震動輸入的情況下,隔震后結(jié)構(gòu)沿高度方向上的振動趨于整體平動,表明該裝置對于結(jié)構(gòu)隔震具有一定的效果。

4 結(jié) 論

(1)采用建筑垃圾為骨料的再生混凝土表觀密度具有輕質(zhì)的特征,摻入聚丙烯纖維后再生混泥土的抗壓性能有所提高,且破壞時碎片剝落較少,具有較強(qiáng)的整體性。

(2)采用插入式連接的再生混凝土剪力墻其抗震性能與普通剪力墻類似,彈性階段位移和荷載呈近似直線分布狀態(tài),彈塑性階段位移增速明顯高于彈性階段,塑性階段墻體產(chǎn)生較大位移,隨即倒塌,且墻體滯回曲線飽滿呈現(xiàn)梭形和弓形,具有一定的耗能能力。

(3)該新型裝配式結(jié)構(gòu)洞口處和墻柱連接處為薄弱部位,在地震作用下洞口處裂縫呈現(xiàn)X形分布,墻柱連接處幾乎形成貫通的裂縫,建議對結(jié)構(gòu)的洞口進(jìn)行加固改造,同時對墻柱連接處加強(qiáng)拉結(jié)。在不同地震動輸入的情況下,隔震后結(jié)構(gòu)沿高度方向上的振動趨于整體平動,表明該裝置對于結(jié)構(gòu)隔離地震作用具有一定的效果,但該隔震裝置的隔震效果與輸入地震波的頻譜特性密切相關(guān),設(shè)計時,需要選擇適當(dāng)?shù)膱龅亍?/p>

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作者簡介: 李 想(1989-),男,博士研究生,講師。電話:(0411)87557345; E-mail:idealityme@163.com

通訊簡介: 孫建剛(1959-),男,博士,教授。電話:(0411)87557350; E-mail:277602125@qq.com

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