钢筋混凝土内置保温层剪力墙试验及结果

（1）试件制备。

预制2块原型墙体试件，编号为QT1、QT2。如图4.9所示，试件宽度1800mm、高度1800mm、厚度300mm（包括200mm厚混凝土墙、50mm厚保温板和50mm厚混凝土保护层），试件的混凝土保护层和保温层由4根方钢管（规格40mm×40mm×2.5mm）连接装置连接至钢筋混凝土承重墙。为了便于在实验室内剪力分配墙上悬挂组合剪力墙试件，承重墙的上端预留350mm并埋设4个圆钢管，其中2个用于穿设固定试件的螺丝杆、2个用于试件吊装穿设钢丝绳。承重墙的下端预留高度150mm，以防止吊装时，混凝土保护层和保温层受力。

（2）重力荷载计算。

由于混凝土保护层不作为结构墙体的承载单元，仅按起到保护保温层的作用进行设计，所以混凝土保护层和保温层的重力均由钢管连接件承担。同时，在混凝土保护层外表面敷设的装饰材料重力也由钢管连接件承受。根据相关规范规定［3，6］，XPS保温板自重为50mm×0.32kN/m3=0.016kN/m2，混凝土保护层自重为50mm×25kN/m3=1.25kN/m2，外墙饰面砖自重为25mm×0.5kN/m3=0.0125kN/m2，所以作用于钢管连接件上的重力荷载合计为1.2785kN/m2。

选用方钢管连接件的尺寸为80mm×80mm×3mm，60mm×60mm×3mm和40mm×40mm×2.5mm，采用Q235级钢，抗拉、抗压和抗弯设计强度为215MPa，抗剪设计强度为125MPa［7］。通过抗弯、抗剪及其组合作用计算分析钢管的最大间距。最终确定采用尺寸40mm×40mm×2.5mm的方钢管，钢管间距为900mm。

图4.9　重力荷载墙体试件尺寸图（单位：mm）
Fig.4.9　Dimension of specimen for gravity loading test（Unit：mm）

（3）重力荷载试验方案。

考虑试件静载试验的重力等效荷载大小、设备加载能力等影响因素，将组合剪力墙通过螺丝杆悬挂固定在实验室内的剪力分配墙上，试件承重墙下部支撑在水平钢梁上。

图4.10　加载点及预埋螺栓图
Fig.4.10　Arrangment of loading points and embedded bolts(https://www.xing528.com)

如图4.10所示，对墙体试件采用多点加载的模式进行静载试验，以模拟竖向均布荷载的作用效果［5］。在混凝土保护层板面上预埋螺栓用于悬挂重物（钢板条），每个钢板条重6.33kg，可模拟重力荷载62.034N。悬挂钢板条数量按照预先分级要求对称悬挂，以保证试件受力均匀性。加载级别0→P→2P→3P→4P→5P→6P→7P→8P→9P→10P→11P→12P→13P→14P→15P→16P→17P→18P→19P→20P→21P→22P→23P→24P（P=558.306N），每级荷载至少持荷5min，采集数据后再进行下一级荷载的施加。实际加载状况如图4.11所示。

如图4.12所示，6个MS-50位移传感器布设在试件顶部水平方向和右侧高度方向上，用于测试混凝土保护层与承重墙的相对位移，4个应变花布置在钢管连接件周围、2个应变片布置在4个钢管连接件的平面形心位置，用于测试混凝土的应变。同时，4对应变片布置在钢管连接件侧壁上，然后用细石混凝土灌芯。测试仪器和元件布设实况如图4.13所示。

图4.11　分散加载实况
Fig.4.11　Photograph of distributed loading

图4.12　位移传感器和应变片布置图（单位：mm）
Fig.4.12　Arrangment of displacement gauges and strain gauges

所有试验数据均采用全自动数据采集处理系统进行采集和预处理（图4.14）。

图4.13　混凝土应变片布置图
Fig.4.13　Arrangment of the concrete strain gauges

图4.14　全自动数据采集处理系统
Fig.4.14　Photograph of autosystem fro data acquisition and processing