钢筋混凝土连梁震后安全性鉴定新方法试验研究

刘军龙 代晶辉 郭峦川 张亮泉

(1.黑龙江省建设集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150046；2.哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150028； 3.东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)



钢筋混凝土连梁震后安全性鉴定新方法试验研究

刘军龙1代晶辉2郭峦川3张亮泉3

(1.黑龙江省建设集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150046；2.哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，黑龙江 哈尔滨 150028； 3.东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

以钢筋混凝土剪力墙结构为研究对象，通过对4片连梁的低周往复加载试验，记录了每级控制位移下的损伤现象，并计算了对应的损伤指数，建立了构件典型损伤现象和损伤指数的对应关系，从而对钢筋混凝土剪力墙结构进行损伤鉴定。

连梁，安全性鉴定，损伤指数，震损现象

0 引言

GB 18208.2—2001地震现场工作 第二部分：建筑物安全鉴定[1]对不同类型结构构件发生不同等级损伤的宏观现象基本都是描述性语言，没有定量的标准，如果根据这个标准对建筑物进行安全鉴定就存在由于鉴定人对这些描述性语言理解的不同而出现鉴定结果的主观偏差。因此，本文通过对钢筋混凝土连梁构件进行低周往复试验，记录每级加载的级别的损伤情况，并计算对应的损伤指数，为地震现场的损伤鉴定提供定量参考。

1 钢筋混凝土连梁拟静力试验

国内外研究者做了很多普通钢筋混凝土连梁的抗震性能试验[2-4]，由于研究目的的不同，他们更多的是聚焦试件破坏的最终形态和不同设计参数对抗震性能的影响，而对应于不同加载工况出现的损伤现象很少有记录，每级损伤指数和损伤现象的对应关系关注的就更少，这正是本次试验的目的。

1.1 连梁试件设计

试验中的试件选型取自哈尔滨某小区一栋18层剪力墙结构

住宅，4根连梁试件缩尺比为1∶1.75。其中试件考虑跨高比和配箍率的影响，并且设计了一个用于对比研究的标准试件CB1(见图1)，其设计参数见表1。

表1 连梁设计参数表

试件编号CB1CB2CB3CB4试件说明标准试件跨高比1.0跨高比3.0配箍率改变连梁跨度/mm8004001200800连梁高度/mm400400400400连梁纵筋3ϕ123ϕ123ϕ123ϕ12连梁箍筋ϕ8@100ϕ8@100ϕ8@100ϕ6@100

1.2 材料性能

混凝土采用C30细石混凝土立方体抗压强度平均值46.6 MPa，立方体抗压强度标准值39.1 MPa。试件的纵筋采用φ12屈服强度509 MPa，极限强度637 MPa；箍筋采用φ8屈服强度438 MPa，极限强度467 MPa，φ6屈服强度511 MPa，极限强度602 MPa，这些材料的性能试验均在东北林业大学完成。

1.3 加载装置和加载制度

连梁加载采用四连杆机构，该机构能确保连梁两端相对平动，50 t电液伺服作动器作用于水平方向。试验开始时施加较小位移，观察试件开裂情况，试件开裂位移为Δy，开裂后加载按照Δy的倍数进行，试件强度下降到最大荷载的85%时，试件破坏，停止试验。连梁加载装置图见图2。

1.4 测点布置

应变测点布置：纵筋和水平分布筋及箍筋等塑性铰区布置较多的应变片，用于监测钢筋是否屈服。

位移测点布置：拉线位移计和顶杆位移计布置于垂直方向，为了估算底座的转动，底座位置布置了顶杆位移计(如图3所示)。

1.5 试验结果分析

试验所得4根连梁滞回曲线如图4所示。

从图4中可以看出，CB4试件在试验过程中作动器出现了失控的情况，其滞回曲线在正向8 mm加载过程中出现了加载过度的情况，所以此试件的破坏现象以负向的为准。从其他三个试件的滞回曲线可以看出，随着跨高比的增加，承载力极限值明显减小，延性显著提升，滞回曲线所围成的面积增大，耗能能力增强，在达到最大承载力后强度缓慢下降，试件更趋近于延性破坏。

对比CB1，CB4的滞回曲线可以看出，随着试件配筋率的减少，承载力极限值降低较为明显，延性明显随之降低，滞回曲线所围成的面积减小，耗能能力减弱，在达到最大承载力后强度加速下降，试件更趋近于脆性破坏。

2 损伤现象与损伤指数的对应关系

文中评定连梁损伤程度的参数采用修正的Park-Ang损伤指标[5]。通过计算得出每级控制位移下构件的损伤指数并标记在试件的骨架曲线上，便可以得到损伤现象与损伤指数的对应关系，图5给出了试件CB1损伤现象与损伤指数对应关系。

表2给出了损伤现象与损伤指数的对应关系，并给出了试件的损伤状态。由于篇幅原因其余试件损伤指数和损伤现象的对应关系笔者没有一一列出。

表2 CB1损伤指数和损伤现象的对应关系

3 结语

基于Park-Ang损伤指数，本文提出了一套钢筋混凝土连梁震后安全性鉴定的新方法。通过对4根连梁进行低周往复荷载试验，记录每级加载后的损伤现象，并计算损伤指数，给出了其一一对应关系，试验表明：随着跨高比的增加，连梁延性增加明显，承载力下降明显；随着箍筋配筋率减少，连梁承载力和延性均下降明显。另外，损伤现象与损伤指数具有一一对应的关系，可以通过对比现场震损现象，确定具体构件的损伤指数。

[1] GB 18208.2—2001，地震现场工作 第二部分:建筑物安全鉴定[S].

[2] 郑山锁,侯丕吉,李 磊,等.RC剪力墙地震损伤试验研究[J].土木工程学报,2012,45(2):51-59.

[3] 龚治国,吕西林,姬守中.不同边缘构件约束剪力墙抗震性能试验研究[J].结构工程师,2006,22(1):56-61.

[4] 章红梅,吕西林,鲁 亮,等.边缘约束构件对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响[J].地震工程与工程振动,2007,27(1):92-98.

[5] Park Y J,Ang A H S.Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete[J].Journal of Structural Engineering,1985(111):722-739.

A new method of safety assessment of reinforced concrete coupling beams after earthquakes

Liu Junlong1Dai Jinghui2Guo Luanchuan3Zhang Liangquan3

(1.HeilongjiangConstructionGroupCo.,Ltd,Harbin150046,China; 2.SchoolofEnergyandCivilEngineering,HarbinUniversityofCommerce,Harbin150028,China; 3.SchoolofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

Taking the reinforced concrete shear wall structure as the research object, through the low cyclic loading test of 4 pieces of coupling beams, record each level control displacement damage photographs, calculate the damage index of the corresponding, typical component damage and damage index is established corresponding relation, then based on component damage index, to RC wall structure damage identification.

coupling beams, safety assessment, damage index, damage phenomenon

1009-6825(2016)28-0036-03

2016-07-25

刘军龙(1979- )，男，博士，高级工程师； 代晶辉(1978- )，女，副教授; 郭峦川(1991- )，男，在读硕士；

TU317

A

张亮泉(1974- )，男，博士，硕士生导师，副教授