拉压变轴力下小剪跨比预应力混凝土墙往复受剪试验研究.docx

拉压变轴力下小剪跨比预应力混凝土墙往复受剪试验研究
一、选题背景及研究意义
墙体在建筑结构中承担着承重、抗震、隔热等重要功能。而预应力混凝土墙体具有优良的承载能力和抗震性能，被广泛应用于高层建筑和桥梁等建筑工程中。然而，目前对于预应力混凝土墙体的往复受剪能力研究还不够充分，特别是在拉压变轴力下小剪跨比情况下的受剪性能研究还相对较少。
因此，本研究选取拉压变轴力下小剪跨比预应力混凝土墙体为研究对象，通过试验方法对其往复受剪性能进行研究，旨在为预应力混凝土墙体结构设计提供参考和指导，推动其应用与发展。
二、试验设计
1.试验对象
本试验选用尺寸为2400mm×2400mm×200mm的预应力混凝土墙板，采用X形预应力筋布置形式，其中纵向预应力筋和横向预应力筋分别布置于墙体的两面，采用两端预应力法施加预应力。
2.试验装置
试验装置主要包括荷载装置、位移测量装置和数据采集系统。荷载装置采用四柱式液压万能试验机，可实现墙体的往复受剪载荷。位移测量装置采用位移传感器和激光扫描仪，可实现较为准确的墙体位移实时监测。数据采集系统采用高速采集卡和计算机，实现对试验过程中各项数据的采集和存储。
3.试验方案
本试验共设5组试验方案，分别为：
方案1：纯压力循环荷载试验，荷载级别0.2P和0.4P。
方案2：纯拉力循环荷载试验，荷载级别0.2P和0.4P。
方案3：纯剪力循环荷载试验，荷载级别0.4V和0.6V。
方案4：往复剪力循环荷载试验，荷载级别0.2V、0.3V和0.4V。
方案5：拉压变轴力下小剪跨比往复剪力循环荷载试验，荷载级别0.2V、0.3V和0.4V。
其中，P为试件抗压强度，V为试件抗剪强度。
三、试验结果及分析
1.单向荷载试验结果
在纯压力循环荷载试验中，试件表现出典型的弹性行为，当荷载达到0.4P时出现显著的应力滞后和剩余应变现象；在纯拉力循环荷载试验中，试件出现明显的蠕变现象，拉应力先达到峰值，然后逐渐下降并趋于平稳；在纯剪力循环荷载试验中，试件表现出明显的剪切开裂现象，当荷载达到0.6V时，试件出现明显的裂缝扩展现象。
2.往复剪力循环试验结果
在往复剪力循环荷载试验中，试件表现出逐渐衰减的非弹性循环载荷响应，且荷载寿命曲线呈现出S形。此外，试件的抗剪疲劳强度与荷载水平和循环次数密切相关。
3.拉压变轴力下小剪跨比试验结果
在拉压变轴力下小剪跨比往复剪力循环荷载试验中，试件的抗循环性能表现出明显的削弱现象。当拉应力和剪应力同时作用于试件时，试件裂缝扩展速度加快，剪应力承载能力显著下降。试验结果表明，在拉压变轴力下、小剪跨比情况下，预应力混凝土墙体的抗剪循环性能会受到明显影响，因此在实际工程中应注意对墙体的轴力作用进行评估和控制。
四、结论
通过对拉压变轴力下小剪跨比预应力混凝土墙体往复受剪试验研究，本试验得出以下结论：
1.预应力混凝土墙体具有较强的抗压、抗拉和抗剪强度，但在循环荷载作用下容易发生裂缝和破坏。
2.预应力混凝土墙体在往复剪力循环荷载作用下呈现逐渐衰减的非弹性循环载荷响应，其抗剪疲劳强度与荷载水平和循环次数密切相关。
3.在拉压变轴力下小剪跨比情况下，预应力混凝土墙体的抗剪循环性能会受到明显的影响，因此在实际工程中应注意轴力作用的评估和控制。
因此，预应力混凝土墙体结构设计应根据实际情况合理设计墙板的尺寸和预应力筋的布置方式，避免轴力作用的过度影响，以保证墙体结构的安全可靠。