高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙试验

高强钢筋高强混凝土双肢剪力墙

试验研究与应用天津大学建筑设计研究院:丁永君2014年7月目录

01国内外研究与应用现状

02

试验设计与结果分析

03

经济性分析与工程应用

04

总结与展望01国内外研究与应用现状 国外高强钢筋研究应用现状澳大利亚80年代开始使用400MPa级钢筋，2001年开始使用500MPa级钢筋，淘汰400MPa级钢筋，并规定纵向受力钢筋仅采用500MPa级，同时正在研发800MPa级高强钢筋。美国混凝土配筋用低合金带肋钢筋标准（ASTMA706）2009年第二次修订版中规定，钢筋种类包括60级（420MPa）和80级(550MPa)钢筋，其中80级的应用正处于起步阶段。欧洲规范EN-1992（1992年施行）允许普通纵向受力钢筋的最高屈服强度为600MPa，规范EN-2002（2002年施行）规定钢筋强度为400MPa-600MPa。如德、英等国，主筋仅采用500MPa级钢筋。日本建设省1988-1992年实施了“NewRCProject”的技术开发项目，进行了超高强混凝土（100MPa以上）和超高强钢筋USD685（屈服强度为685MPa）及结构技术研究。目前日本普遍使用超高强钢筋（最高达1200MPa）作箍筋，受力纵筋屈服强度已应用到600MPa以上（USD685、USD980）。01国内外研究与应用现状 国内高强钢筋推广应用进程01国内外研究与应用现状 国内高强钢筋推广应用进程2012年1月4日住房和城乡建设部、工业和信息化部联合出台《关于加快应用高强钢筋的指导意见》（建标[2012]1号）

要求在2013年底，在建筑工程中淘汰335MPa级钢筋，2015年底，高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的80%，在建筑工程中使用量达到建筑用钢筋总量的65%以上。 在高层建筑及大跨度等住房、公共建筑中，将500MPa级钢筋作为优先选用钢筋，并逐渐提高500MPa级高强钢筋的生产量和应用范围。01国内外研究与应用现状

国内高强钢筋研究现状近几年国内科研院校对HRB500级高强钢筋的粘结锚固、机械锚固性能，HRB500级高强钢筋混凝土梁抗弯、抗剪性能，HRB500级高强钢筋混凝土柱轴心受压、偏心受压性能、抗剪性能和HRB500级高强箍筋柱抗震性能进行了研究，发现高强钢筋混凝土梁柱受力性能良好满足现行规范要求。目前，专家学者重点研究了高强钢筋高强混凝土梁、柱、单肢剪力墙的抗震性能，但是双肢剪力墙在高层建筑中应用广泛，对于高强钢筋混凝土双肢剪力墙的试验研究较少。02试验导设计盏与结题果分医析试验块目的为研次究H拥RB照50忆0级梅高强平钢筋悟以及鼻C6细0、盐C7裂0高带强混仿凝土眼双肢弹剪力姿墙的聪抗震荒性能塌，按宣照实易际工铺程中驾双肢篇剪力毫墙设逗计方哲法设蓬计了怠4片猛3层洋1/租4缩卧尺的烤高强印钢筋祥高强占混凝界土双想肢剪克力墙泰试件巩，并牲进行院低周赵反复念荷载巡寿试验影，通桌过试淋验获足取双世肢剪释力墙笋的滞零回曲侄线、触承载截力、顶抗裂议度、俭变形喇能力使及破爽坏机水制等齐，研究敢高强饼钢筋铲及高螺强混破凝土叼共同吓作用诸下双敢肢剪揪力墙汗的抗切震性絮能。02试验筋设计班与结顺果分体析试件极设计试件编号混凝土强度等级轴压比连梁跨高比剪跨比连梁形式HRCW-1C600.152.53.83单连梁HRCW-2C700.152.53.83单连梁HRCW-3C600.151.63.83单连梁HRCW-4C600.153.33.83双连梁02试验垮设计务与结赚果分扶析试验核加载作装置02试验导设计牛与结笨果分螺析试件梢裂缝苍发展竿图HR途CW潮-1HR筐CW饱-2C6厚0跨高莲比2.吸5单连绪梁C70跨高害比2.耗5单连播梁02试验龄设计糊与结采果分臂析试件德裂缝辣发展跨图HR添CW腿-3HR斑CW辉-4C6倍0跨高释比1.怕6单连封梁C60跨高池比3.嗽3双连梁02试验懂设计遭与结投果分斜析滞回饰特性HR骆CW和-1吨滞回抵曲线HR眯CW毫-2致滞回见曲线试件编号混凝土强度等级轴压比连梁跨高比剪跨比连梁形式HRCW-1C600.152.53.83单连梁HRCW-2C700.152.53.83单连梁02试验目设计楼与结怒果分驾析滞回视特性HR疗CW虾-3伟滞回挂曲线HR钢CW暗-4含滞回雄曲线试件编号混凝土强度等级轴压比连梁跨高比剪跨比连梁形式HRCW-3C600.151.63.83单连梁HRCW-4C600.153.33.83双连梁02试验均设计迹与结译果分净析骨架堪曲线在低葬周反肉复加屿载试竖验过堪程中无，将管P-末δ滞倦回曲约线的天所有走循环扣峰值秆点连帝接起雁来，料形成调包络艺线，渐得到秋构件迹的骨涌架曲捐线。试件编号混凝土强度等级连梁跨高比连梁形式HRCW-1C602.5单连梁HRCW-2C702.5单连梁HRCW-3C601.6单连梁HRCW-4C603.3双连梁02试验底设计祝与结洗果分殿析试件辛承载禁力及后延性峰系数02试验鸽设计锯与结冈果分益析与已荒有试躺验数辩据对服比02试验添设计许与结江果分塘析试验咏结果原分析根据掌试验莫现象届、破州坏机角制、熔骨架观曲线屯、延厨性系柔数方象面的莲对比怖，对格试验宝结果屋进行龄分析贪：（1捧）试报件H搬RC寺W-贪1、利2、秃4，隙连梁昆先于黄墙肢文屈服虎，连澡梁端悬部相植继屈蔬服形基成塑扔性铰糊，最杆后整贫个结迈构形星成机初构，属于摧弯剪颗型破宫坏，惭具有骆较好多的耗桨能能赴力，油满足倡抗震徒需求。试件汇HR比CW安-3淡连梁段箍筋情与纵菠筋同绝时屈驼服，归亦出若现一剂定的功塑性步铰，殿但塑肾性铰嗓未充艰分转西动，连梁勒发生僚剪切邮破坏说，不迎能发止挥塑幸性铰级的耗希能能妨力。因此锋，不良建议依在高汽强钢冒筋高浴强混珍凝土倚双肢构剪力调墙构颜件中徒使用毯跨高表比小蜻于2芒.5铸的连糊梁。（2）通勾过试混件H待RC示W-截1与家试件枕HR皱CW翼-2鱼对比维，两护者配臭筋率品、轴兆压比笑和连暗梁跨颜高比仇相同肃，只习有混观凝土平强度棋等级释不同贫，其匹屈服叹位移提和极灾限位低移及纹延性余相差朴不大椅，但凡承载山力相碎差较付大。说明C7翁0混凝暖土比C6负0混凝殊土试件镰延性泪降低沸不多绪，但储承载抱力增舍加较拍多。编号试件类型混凝土强度（Mpa）钢筋强度（Mpa）连梁跨高比轴压比屈服位移（mm）极限位移（mm）延性系数变形能力试验浴结果开分析02试验迹设计效与结锤果分缘瑞析02试验膜设计荣与结痒果分灾析试验增结果浮分析（3）试票件H建RC送W-茄1与非试件味HR尿CW托-3谢相比毅，两灿者配乓筋率柄、轴窄压比妹和混消凝土杆强度举等级闹相同篇，只献有连钓梁跨盈高比暖不同冬，其筐屈服纽奉位移爷、峰俱值位输移和董极限楼位移搁降低障较多谅，延图性降惯低较姑大。说明松连梁鬼跨高兰比越设大，况构件载延性六越好嫌。编号试件类型混凝土强度（Mpa）钢筋强度（Mpa）连梁跨高比轴压比屈服位移（mm）极限位移（mm）延性系数变形能力02试验抗设计象与结袄果分宅析试验拔结果捞分析（4）通灵过试世件H槐RC园W-村3与吼试件闲HR周CW钳-4尺对比奸发现伤，具旋有相列同配拆筋率魄的分翠缝双铁连梁素双肢刺剪力驶墙结街构较起低跨项高比扩单连稀梁双俯肢剪烧力墙斧结构咳而言饺，强升度降桥低了嫌20烫%～妈30段%，穴延性贿增加窝了2繁7%转左右狸，耗歇能能休力增冈加了也22峰%左奸右，音在弹梢性阶垂段刚朋度降殿低了辅30虾%左促右。由此层来看诞，双图连梁摇结构筑形式贸能有壤效的渠降低掩连梁帖的内汪力，脏很好特的解像决了凭连梁搁截面裹最大植抗剪赢承载扩力不辱满足腥要求满而发赚生剪蔬切破泰坏的桌问题多，提寻高了危结构熔的延缸性。编号试件类型混凝土强度（Mpa）钢筋强度（Mpa）连梁跨高比轴压比屈服位移（mm）极限位移（mm）延性系数变形能力02试验椅设计炮与结肃果分此析试验拥结果省分析（5）通字过对挠比试下件的孝延性校和变进形能条力发侮现：灵四个趣试件快的极埋限层扯间位灵移角目均低叠于1盗/1哭20讽，满这足抗翅震规具范弹磁塑性辰层间介位移挪角限扎值。疮但是险连梁胸跨高革比为且1.贪6的酸试件膏HR倦CW供-3至，发皮生剪游切破灯坏，更耗能挣能力则较差津。因此长HR抱B5胜00惰级高心强钢故筋及茶C6稳0、情C7甘0高谢强混壤凝土盾双肢馅剪力利墙在早连梁爬跨高袄比不味小于次2.希5的昌情况豪下，脑可以弯满足辅现行扇规范世要求百，满刑足大侧震下喂的设过计目辆标。02试验劣设计影与结私果分顾析试验坦结果倒分析（6）通羽过与女普通舅钢筋臂混凝谁土双液肢剪组力墙赠的对侍比发候现，擦高强期钢筋爷高强荒混凝裁土双膊肢剪田力墙腐与普断通钢袜筋混洲凝土恒双肢俊剪力旱墙试姜验现内象、合裂缝惩发展叮规律滔、屈闸服机赴制、膏破坏帜机制恩基本幅类似研，没妙有明寺显区国别。激高强眠钢筋挡高强蛮混凝颗土双戒肢剪颠力墙严试件贼具有驱明显高的屈顷服点稍，且堪峰值躲位移请与屈弯服位兼移比鸦值较皱大，莲具有氧一定廉延性竖。双连纪梁具叨有较姿好的使耗能革能力哪，有基效的聚解决列了小雕跨高框比连超梁抗城剪承砍载力黄不足曾的情省况，震同时并变形酿能力观均满等足规搜范要偶求，垫具有援一定饰的延阶性。03经济仙性分曲析与暮工程辣应用经济冲性分诞析为探溉讨高洒强钢冲钢筋勇在工脆程应古用中赠的经黎济性请，利背用P驻KP腔M软上件对拥大量向的工膜程进撇行了敌理论酿分析角，建筐立了晚大量纷的框寻架结搂构、素框架善-剪灿力墙菜结构选、剪悲力墙邻结构炒、框忘筒结裁构的不计算塞模型羽，考诱虑了肯建筑访高度补、抗悠震设牧防类牢别、松场地化类别游以及粗不同稀构件福等因裳素的存影响哨，计遭算使厌用4护00激MP棋a级示钢筋连和5菌00肚MP负a级娘钢筋向的钢屈筋总盘用量垦，进划行了支较为唯详尽巧的经起济性甲比较疯。03经济拆性分剥析与泡工程钞应用部分印计算旅模型03经济止性分忧析与菠工程奋应用经济钱性分荒析通过柴大量诊的计肺算模跨型分苗析对慎比，墙得出僵以下太结论废：（1符）位衡于7度状区及诱以上邪的框东架结狼构，采鲁用5价00扭MP漏a级福钢筋滔代替间40俯0M曾Pa竿级钢纵筋，钢筋国总量闹的节涛约7幸%到疲10答%，亿纵筋兵节约沟13代%以绍上。（2执）框架谊结构中，叮在相秤同的驰抗震逐设防劳烈度挨和场肃地类雀别下哥，梁的功钢筋野节约地率随沸着高酒度的饶增加件而增眯加，翠柱的箱钢筋井节约盗率随炼着高蛋度的具增加示而减降小。（3以）框架鹊-剪昼力墙腾结构中，制应用糖50修0M伟Pa裙级钢党筋作蹄为梁候的纵皆向受踩力筋体，钢筋养总量拖节约所6%井以上询，对没于梁姓纵筋刊钢筋姨，节连约8誉%以应上。（4歉）框架丽-剪症力墙犁结构中，墙体上在平抵面中朝集中庙布置苹时，山柱钢做筋节钩约5神%以多上；迁墙体川在平维面中秀分散墓布置蛇时，致柱钢中筋节百约1洒0%同以上叶。03经济咳性分估析与径工程佛应用经济碑性分布析（5刺）剪力烈墙结盛构中钢筋伐总量笑节约汗率近即似于价剪力候墙内架钢筋植节约削率，可达栽到8轿%，独节约猛率随猴楼层创的增宪加而加减小泰。（6喉）抗煤震等应级高伍、场宰地类汉别复里杂的债结构晨中使递用高傻强钢够筋能秧够更僚好地固达到闷节约呀钢筋泼的效继果；设防那烈度粪越高唤，使荷用高纹强钢袍筋的侨经济茫效益爪越明怒显。（7妻）在攀构造增或最推小配林筋率单控制充配筋罚的构按件中须，提域高钢恒筋强挖度的义节材蜜效果传不明篮显。03经济黎性分常析与婶工程喂应用试点揉工程筐应用在天忆津大乞学新狭校区役建设甘中，责积极籍推进烟高强芳度钢分筋应喘用。桑在新鞠校区江机械愈教学诱组团椅、化惜工材四料教咬学组帽团、督研发婶中心辉等工济程中诞采用冲50劫0M廉Pa障级高格强度培钢筋唐，积找累了停丰富铺的经匙验，宿取得蜻了良列好的出经济膜效果劝。03经济衔性分版析与窜工程交应用天津巾大学孩新校飘区机内械学戚院组本团建急筑本工坏程为乔实验概教学亡办公肃综合渔类建娇筑，乏局部贯地下专一层惕，层冷高4坊.8允m，蛇地上艺五层阿，首若层层董高5膏.2融m，晴其余尘各层盼层高屈为3估.9排m，凑主体坐高度婚为2毯1.分25弃m。贴抗震兽设防罪烈度渣7度引（0乎.1浩5g智）,讲设计绑基本叉地震禾加速太度8壤度（递0.左20碰g）楚。A肥、C屯区结悲构形令式为宜钢筋义混凝京土框翅架结自构，末B、艇D区葱为钢陪筋混扯凝土眼框剪魔结构廊，楼担盖均痛为钢军筋混邮凝土否体系亚。本工矿程中弃主要僚梁、慌柱、窗剪力和墙的洗受力旗纵筋装采用逝50巾0M释Pa溜级高范强度粒钢筋宴。03经济促性分识析与特工程柜应用天津丘大学愤新校法区化孕工学姜院组桐团建触筑本工猎程为咽实验阻教学我办公咬综合保类建费筑，治由防岛震缝隶分为扁多个餐结构圈单元笛。主闲体建油筑地旁上五干层，秤局部翠三层映，建竿筑高骡度2闸1.孕45婚m，控层高横均为坊4.拜2m码。抗结震设棕防烈相度7伪度（捆0.魂15段g）粒,设咱计基丘本地昏震加舞速度峰8度跪（0签.2厌0g殃）。脾三层歪部分悬结构幻玉型式谱为钢赏筋混浩凝土医框架染结构滩，五此层部得分结毯构型晒式为农钢筋棵混凝目土框藏剪结兴构，私楼盖姥均为蛇钢筋娇混凝帆土梁作板体压系。本工汽程中挣主要尾梁、琴柱、统剪力旺墙的捎受力描纵筋盯采用金50惧0M念Pa画级高这强度歪钢筋耽。03经济酷性分倚析与伯工程宗应用其他沾国内圣HR烫B5朗00顷高强贩钢筋却试点完工程04总结借与展适望通过匹对高百强钢博筋高零强混难凝土纲剪力醉墙的逗试验浇研究梅以及伯高强需钢筋吸的经北济性渴分析刮，得少出一孩下结掩论：（1畜）H季RB辱50革0级桨高强宗钢筋板及C叹60学、C讨70剖高强做混凝坚土双脊肢剪言力墙胀在连散梁跨匙高比宣不小贸于2零.5敌的情俗况下乱，具沸有一搂定的皆耗能艘能力封和延谊性，唐可以惨满足栽现行介规范怪要求透，满缩慧足大需震下竟的设嗓计目音标。（2特）双锦连梁跪剪力疑墙结则构能组有效葵的降秧低连坝梁的屈内力污，提昏高结洗构的疤延性嘱。（3踩）使意用5毁00佩MP磨a级目高强奏钢筋诉的框孟架结排构、波框剪溉结构陡、剪伯力墙腿和框魄筒结引构，凤在满流足轴诱压比借、构基造要瞧求及赔常遇脂地震蝴的变花形要旁求等离条件吼下，棚满足伸罕遇翁地震罗作用扯下的蹦变形晶要求棋，能饲够达荒到“泡大震俯不倒油”的宋第三验水准腥抗震宋设防半目标泼。（4叔）在葱抗震舱等级瞧高、址场地影类别川复杂贤地区猜采用垒50新0M蜓Pa畏级高挖强钢信筋能某够达汉到良牌好的诞节约否效果沃，最峰高可帝达1互3%欠以上阻；设晓防烈户度越盏高，节使用假高强之钢筋趁的经笼济效明益越魄明显矛。04总结违与展报望本课养题在滋高强申钢筋龄高强客混凝链土双阶肢剪逢力墙砍方面蚁进行源了试智验研朴究，蹈但试伶验研有究工互作以炼及尚歼需进裁一步均完善芳：（1集）研这究暗材柱箍闻筋间充距对狐双肢者剪力鄙墙抗区震能酿力的艰影响费；（2韵）对剩高轴迫压比佩下双疼肢剪掀力墙原进行听抗震违性能崇试验腥研究标；（3