国内首个预制混凝土外挂墙板足尺振动台试验在同济大学嘉定校区顺利完成
2021年6月22日,长江都市承担的南京江北新区人才公寓(1号地块)3#楼“预制混凝土外挂墙板模拟地震振动台试验”在同济大学嘉定校区土木工程防灾国家重点实验室顺利完成,本试验为国内首个预制混凝土外挂墙板足尺振动台试验。
试验用预制混凝土外挂墙板来源于南京江北新区人才公寓(1号地块)3#楼工程同一批次生产的墙板。南京江北新区人才公寓(1号地块)3#楼采用装配式组合结构(现浇混凝土剪力墙+钢框架)体系,地下1层,地上28层,层高3.3m,结构高度96.3m,项目北立面及两侧山墙外围护结构采用预制混凝土外挂墙板。
▲ 预制混凝土外挂墙板现场施工图
试验钢框架模型一层层高 3.57m,二层层高 3.3m,含柱脚及柱顶延伸段高度,模型总高约7.17m。钢框架平面尺寸为5.5m×3.5m,钢柱型号为 HW300×300×10×15,双向主钢梁型号为 HN400×200×8×13,次钢梁型号为HM250×175×7×11。长度方向每层每侧各挂 2 块预制墙板,宽度方向每层每侧挂一块预制墙板。模型钢框架自重约 9 吨,预制墙板重 28.04 吨,试验模型总重约 37 吨。试验相似比为1:1。
▲ 模型前期安装
▲ 试验现场照片
试验加载工况按照七度多遇、七度基本、七度罕遇烈度顺序,分三个阶段对模型结构进行模拟地震试验。在不同水准地震波输入前后,对模型进行白噪声扫频,以测试模型结构自振频率、振型和阻尼比等动力特性参数。在进行每个试验阶段的地震试验时,由台面依次单向及双向输入 El Centro 波、Pasadena 波和 SHW2 波地震动。在七度罕遇烈度地震完成后,预制混凝土外挂墙板性能良好,为进一步考察结构模型的破坏情况,分别进行了八度罕遇、九度罕遇模拟地震试验。在九度罕遇地震作用下墙板角部区域出现少量微裂缝,个别连接节点连接螺栓出现松动,外挂墙板整体性能良好。
▲ 螺栓松动
▲ 墙板错位
▲ 墙板局部出现微裂缝
后期根据对试验数据的处理拟得到以下成果:
(1)外挂墙板对主体结构刚度的影响程度;
(2)外挂墙板在不同量级地震输入下相对主体结构的变形量;
(3)外挂墙板在不同量级地震输入下板缝的变形量;
(4)外挂墙板裂缝开展规律;
(5)连接节点在不同地震量级输入下的应力状态。
本次试验填补了国内预制混凝土外挂墙板足尺振动台试验的空白,为同类型预制混凝土外挂墙板的设计提供了宝贵的数据,具有重要的研究价值和应用价值。
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