施工縫對結構的抗震性能的影響與研究

趙國良 王雷 王誠杰 董成

摘 要：本文以地震中以“強梁弱柱”形式破壞的建筑為背景，以不同的要求對施工縫進行處理，通過對不同處理方法的構建進行對比，來研究其力學特性。本實驗共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規范留置施工縫，1根經過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設計軸壓比進行低周反復試驗。闡述了施工縫的不同留置方法對試件的極限承載力、剛度退化等的影響。

關鍵詞：施工縫;力學性能;極限荷載;試驗研究

1 緒論

歷次地震中，框架結構在梁柱節點處出現破壞成為較為常見的現象，尤其底部為少墻體、大空間的空間布局結構，柱端留設施工縫的位置出現壓碎，露出較平滑的柱橫截面。因此，這種現象的出項是否與施工縫設在此處有關，值得進一步研究。本實驗共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規范留置施工縫，1根經過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設計軸壓比進行低周反復試驗。闡述了施工縫的不同留置方法對試件的極限承載力、剛度退化等的影響。

2 試驗方案

本實驗共制作9根試件，分為3組，每組1根整澆，1根按規范留置施工縫，1根經過簡單處理留置施工縫。三組試件分別在0.4，0.6，0.8的設計軸壓比做力學破壞實驗。

2.1 試驗材料

（1）混凝土材料：混凝土設計強度等級C30，水泥使用冀東水泥有限公司生產的32.5普通硅酸鹽水泥，細骨料為中砂，粗骨料為粒徑5-25mm的碎石。水泥、細骨料、粗骨料、水配合比為1∶2.34;3.35∶0.69。

（2）鋼筋：試驗構件配筋縱筋、箍筋的配置完全相同，縱筋使用Φ18鋼筋，箍筋使用Φ6鋼筋。

2.2 試驗構件

按照三種施工縫的不同處理方式，制作三組試件，每組三個。為了計算試件的實際強度，每次澆筑制作3塊尺寸為150×150×150mm的立方體試塊，與試件同條件養護。

3 力學性能試驗結果與機理分析

滯回曲線：在低周反復荷載作用作用下，構件變形隨著荷載逐級增加，構件位移也不斷增大，直至構件出現屈服、達到最大承載力。屈服強度=彈性模量×屈服應變，由上面的材料性能可求出鋼筋的屈服應變，與屈服應變相對應的即為屈服位移。據此可得到各組構件的滯回曲線如下圖：

在低周反復試驗過程中，試件在設備加載作用下都會產生位移，試驗中對每根試件在逐級變化的加載力作用下的位移進行對應記錄，將每根試件的力與位移對應關系畫在橫軸為位移、縱軸為力的坐標平面內，并將其按照加載路線進行連接，每根構件都可以得到與其相應的力-位移曲線，如上圖所示，也就是通常所說的滯回曲線。通過滯回曲線中極限位移、極限承載力可以比較直觀判斷不同構件的力學性能，通過上圖各構件的滯回曲線可以發現以下特點：

（1）在軸壓比（0.4）較小時，施工縫按規范處理構件的力學性能與蒸澆構件無明顯差別，施工縫簡單處理施工縫的構件力學性能明顯不如另兩種。

（2）相較于整澆構件與按規范處理構件，施工縫處理簡單構件在各軸壓比下，力學性能都要差一些，但是隨著軸壓比的增加，這種差距越來越小，甚至在高軸壓比時，與另兩者接近。這說明軸壓比可以減輕施工縫，尤其是施工質量不佳的施工縫對結構力學性能的影響，軸壓比的增大對施工縫有利。

（3）通過對整澆構件與按要求處理施工縫的構件在各軸壓比下進行對比發現，兩者力學性能均比較接近且相似，這說明施工縫如果處理得當并不會給構件帶來較大影響。

（4）通過對每種施工縫不同處理方法構件在三種軸壓比作用下的極限荷載、極限位移比較發現，隨著軸壓比增大，每種構件的極限承載力沒有明顯變化，但極限位移有明顯減小的趨勢。這反映出軸壓比對構件延性產生了影響，軸壓比越小延性越好，軸壓比越大延性越差。

4 結論

通過對三組試件在不同軸壓比下進行低周反復試驗，得到了各試件的力學性能指標，在進行縱、橫多角度度對比后，可發現一方面如施工縫位置處理良好，構件的承載能力不會出項明顯變化，另一方面隨著高軸壓比增大，施工縫的處理不良帶來的影響會被減弱。因此施工過程中應提高對施工縫處理的重視程度，避免因施工縫處理不到位給建筑帶來危害。

參考文獻：

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