试件CF2:当水平推力加到118 kN时,一层框架梁端部及填充墙出现一条微小的斜裂缝,此时的位移值为6 mm.之后改变加载制度,用位移进行控制,每一级位移的增量为6 mm.随着位移的进一步增大,当位移加到10 mm时,二层柱顶以及梁中部出现裂缝,填充墙的裂缝进一步发展.位移加到20 mm之后,水平荷载明显下降,此时,填充墙出现大量的阶梯型裂缝,同时一层柱中下部及二层柱顶也出现大量的裂缝.继续加载,当最终荷载降为最大荷载的85%时,即认定框架已经达到了极限状态,此时填充墙出现较宽的阶梯型裂缝,并有部分砌块出现压碎现象,试件CF2停止加载.最终破坏如图5所示.
3.3刚度退化
在位移幅值不变的条件下,结构构件的刚度随反复加载的次数增加而降低的特性即为刚度退化.结构刚度的退化即为结构性能的退化.在试验过程中,裂缝的增多、位移的增大以及循环次数的增加都会导致结构刚度的退化,试验的刚度参照 《建筑抗震试验方法规程》[10]的割线刚度法进行计算,刚度退化试验结果见图8和表3.
4受力机制分析
从受力方面分析,CF1在承受水平推力时,由于水平力全部是由柱脚传给基础,框架柱的柱脚将产生较大的剪力和弯矩,而框架梁主要是受压以及梁柱节点的变形而产生较小的弯矩,因此,框架柱要先于框架梁屈服,同时也先破坏.CF2在水平力的作用下,由于填充墙的支撑作用分担了部分水平力,从而提高了框架的承载能力,同时由于填充墙对框架的约束效应使得框架的变形能力变差.CF2与CF1比较,从柱上的裂缝分布情况看,柱中下部裂缝明显增多,且柱脚并没有出现明显的破坏迹象.这主要是因为填充墙改变了框架柱的内力分布,使得框架的破坏从剪切型向弯曲型过渡,同时柱脚得到了保护,使得柱脚并未出现明显的破坏迹象.砌体抗剪强度大于砂浆抗剪强度且砌体本身具有明显的脆性,因此试验中填充墙上出现了沿砂浆灰缝较宽的阶梯型裂缝,并有部分砌块出现压碎的现象.
5结论
通过对两个框架结构的抗震试验研究,得出下列结论:
在RC框架结构中,节能砌体填充墙能够提高框架的承载能力,但是相应降低了框架结构的延性,其中试验中带砌体填充墙的框架承载力为空框架的1.87倍,延性系数只有空框架的60%.
在同一位移条件下,带节能砌体填充墙的框架滞回曲线饱满,说明填充墙提高了框架的整体耗能能力,同时填充墙比框架先退出工作,为框架多提供了一道抗震防线,从而提高了框架的抗震能力.
节能砌体填充墙对框架的约束效应使得框架结构的侧移减小,从而保证框架的侧移能够更好地满足规范要求,其中试验中结构的屈服位移、峰值位移和极限位移都下降了40%左右.
节能砌体填充墙可以大幅度增加框架结构的初始刚度,试验中其初始刚度为空框架的2.3倍.虽然带填充墙的框架刚度退化较快,但是其极限刚度依然较大,仍具备较强的抗倒塌能力.
由于砌体的脆性特质以及填充墙的大量开裂,使得带节能砌体填充墙的框架强度退化较空框架严重,然而其强度退化系数始终保持在0.9以上,说明其强度退化程度较小,因此可以推断,试件在破坏后仍保持了较高的继续承载能力.
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