CN101476360A - 一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板。密肋复合墙板的两侧与框架柱相连接，并在密肋复合墙板与框架柱之间添加柔性填充材料，密肋复合墙板的顶部通过一个或多个滑移器装置与框架梁相连接；其中，密肋复合墙板是以混凝土框格为骨架，由内嵌以炉渣、粉煤灰为主要原料的加气硅酸盐砌块制作而成。本发明的优点是：小震下墙板不参与抗震，避免了填充墙对框架结构动力特性和抗震性能的不利影响；中震和大震下充分发挥密肋复合墙的耗能减震作用，增加了大震下框架结构的抗震防线和框架结构的安全裕度；地震后可以根据损坏情况进行整片墙体的更换，或者进行局部损坏砌块的更换，修复费用低，施工速度快。

Description

一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板。
背景技术
框架结构是多高层房屋建筑中广泛应用的结构形式之一，通常将砌体填充墙、隔墙作为非结构受力构件，主要起到维护和隔断空间的作用。近些年来的建筑震害调查均表明，周边刚性连接的填充墙与框架相互作用，对结构整体抗震性能产生不可忽视的客观影响。不利影响主要表现为：(1)填充墙沿竖向不连续设置导致楼层刚度突变而形成薄弱层；(2)填充墙在平面不均匀布置引起结构刚心和重心不重合，造成小震下独立框架柱在扭转作用参与下发生复合受力破坏，比如临街底层商用的底部框架砖混结构在地震中的破坏表现；(3)引起地震作用下框架内力计算结果与实际受力情况不符，由于水平力在框架之间的分配未考虑填充墙的影响，所有框架分配到的地震剪力是相同的，造成纯框架部分承受的水平力被放大，而填充墙框架部分承受的水平力被缩小；(4)填充墙开洞时框架柱容易形成短柱，开洞的填充墙降低了柱子净高，在框架柱没有采取箍筋加密等必要的构造措施时可能产生相对脆性的剪切破坏。这些不利影响都将改变框架结构的动力特性，使得框架结构的抗震能力降低。
从填充墙对结构抗震性能有利的角度来看，填充墙的存在减小了框架主体的破坏程度，具体表现为：(1)填充墙提高了结构极限承载力，填充墙与框架共同工作，互相提供支持，至结构达到极限状态以前，填充墙始终能够承担一部分水平荷载；(2)填充墙改善了框架变形能力，砌体墙和混凝土框架材料性能不同，砌体墙在延性框架的有效约束下避免了开裂后即发生脆性破坏，而框架在大变形情况下受到墙体的支撑，也使得稳定性和变形能力比纯框架大的多，从受力开始到极限状态的全过程更加平缓；(3)填充墙通过自身的开裂及沿裂缝的反复错动起到耗能减震作用。
在对我国四川汶川大地震后的建筑损坏情况的调研表明，填充墙对框架结构抵御强震的作用非常明显，因此，如何避开填充墙对框架结构抗震性能的不利影响，又能发挥其对抵御大震的有利作用是一项重要的研究课题。
中国发明专利公开号为200610001006.6的专利申请文本公开了一种名称为“密肋结构体系及其连接施工工艺方法”的新型结构形式。该发明的密肋复合墙板是钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件，由结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁柱进行划分，并在格子中嵌入轻质材料填充块而形成。本发明在上述墙板基础上，在墙板周边设置柔性填充材料、自由滑移器、预埋板等构件，形成一种既可以解决传统方法设置填充墙的弊端，又能满足框架结构实际抗震需求的新型耗能减震填充墙板。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，既能在小震下避开墙板对框架结构动力特性和抗震性能的不利影响，又能发挥其对抵御大震的有利作用，密肋复合墙板1为网格状建筑构件，由肋梁柱10进行划分，其特征在于，密肋复合墙板1的两侧与框架柱5相连接，并在密肋复合墙板1与框架柱5之间添加柔性填充材料2，密肋复合墙板1的顶部通过一个或多个滑移器装置3与框架梁4相连接，密肋复合墙板1的底部直接与框架梁4连接；其中，密肋复合墙板1是以混凝土框格为骨架，内嵌以炉渣、粉煤灰为主要原料的加气硅酸盐砌块制作而成。
所述密肋复合墙板1厚度为200～300mm，密肋复合墙板1与框架柱5的间隙大小为5～10mm，密肋复合墙板1与框架梁4的间隙大小为100～200mm。
所述滑移器装置3的类型为钢板滑动块或钢板-橡胶垫滑动支座，其中钢板滑动器装置的钢板之间需涂抹润滑油；滑动钢板的尺寸为长150mm，厚度20mm，宽度不大于密肋复合墙板1的厚度。
所述密肋复合墙板1底部与框架梁4采用固定支座连接方式，连接方式为框架梁4顶面预留钢筋与密肋复合墙板1相应位置钢筋帮扎，或者框架梁4顶面预留锚板与密肋复合墙板1相应位置钢筋焊接。
所述密肋复合墙板1与框架柱5之间的柔性填充材料2包括泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料板，在承受小外力的情况下能发生拉伸或者压缩变形。
所述新型耗能减震填充墙板在制作时，首先在框架柱5内侧设置柔性填充材料2，然后再进行密肋复合墙板1的施工，施工顺序不可颠倒。
所述新型耗能减震填充墙板既可以用于新建建筑，也可用于既有建筑的震后修复和抗震加固；既可用于普通框架结构、板柱结构，也可用于框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构中的框架部分。
本发明的有益效果为：
(1)小震情况下新型耗能减震填充墙板不参与抗震，框架可以自由变形运动，框架动力特性不受影响，避免了填充墙对框架抗震性能的不利影响；
(2)中震和大震下充分发挥密肋复合墙的耗能减震作用，极大提高了框架结构的安全裕度，增加了大震下框架结构的抗震防线；
(3)可以根据设计需要选择不同的材料强度，不同的肋梁和肋柱截面尺寸，不同的框格布置方式或砌块排列方式，由此显著改变墙板的力学性能，进而提高新型耗能减震填充墙板消耗地震能量的能力；
(4)可对构件进行优化设计，获得不同大小的抗侧刚度，实现填充墙板刚度可以任意调整，分级吸收地震能量，提高框架结构整体抗震能力；
(5)填充块材的制作原料多样化，有利于因地制宜，就地取材，降低工程造价；
(6)地震后密肋墙可以根据损坏情况进行整片墙体的更换，或者进行局部损坏砌块的更换，修复费用低，施工速度快。
附图说明
图1为本发明的新型耗能减震填充墙板的整体示意图；
图2为钢板滑移器装置结构示意图；
图3为钢板-橡胶垫滑移器装置结构示意图。
图中标号：
1-密肋复合墙板；2-柔性填充材料；3-滑移器装置；4-框架梁；5-框架柱；
6-框架梁下部预埋钢板；7-滑移钢板；8-密肋复合墙板预埋钢板；9-橡胶垫；
10-肋梁柱。
具体实施方式
本发明提供了一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。
厚度为200～300mm的密肋复合墙板1的顶部通过一个或多个滑移器装置3与框架梁4相连接，密肋复合墙板1的底部采用固定支座连接方式与框架梁4连接，连接方式为框架梁4顶面预留钢筋与密肋复合墙板1相应位置钢筋帮扎，密肋复合墙板1与框架梁4的间隙大小为100～200mm；密肋复合墙板1的两侧与框架柱5相连接，间隙大小为5～10mm，并在间隙内添加材料为聚苯乙烯泡沫塑料板的柔性填充材料2；其中，密肋复合墙板1为网格状建筑构件，由肋梁柱10进行划分，由内嵌以炉渣、粉煤灰为主要原料的抗压强度为2.0～5.0MPa的加气硅酸盐砌块制作而成。
滑移器装置3的类型为钢板滑动器装置或钢板-橡胶垫滑动支座，其中钢板滑动器装置的滑动钢板3之间需涂抹润滑油；滑动钢板3数量为1个或多个，尺寸为长150mm，厚度20mm，宽度等于密肋复合墙板1的厚度；橡胶垫9的长和宽与滑动钢板3相同，厚度为5mm。
本发明所述新型耗能减震填充墙板的制作过程为：
(1)在新型耗能减震填充墙板位置的下部框架梁4的上表面对应密肋复合墙板1的肋柱钢筋位置预留竖向钢筋，或预埋钢板；
(2)在新型耗能减震填充墙板位置的上部框架梁4的下表面对应密肋复合墙板1的肋柱钢筋位置设置框架梁下部预埋钢板6，用于滑移器装置3的上部固定；
(3)在两边框架柱6内侧粘贴材料为聚苯乙烯泡沫塑料板的柔性填充材料2，厚度为10mm；
(4)帮扎密肋复合墙板1的肋梁柱、肋柱钢筋，分层砌筑砌块，浇注混凝土形成密肋复合墙板1，在密肋复合墙板1顶部与框架梁下部预埋钢板6相对应的位置设置密肋复合墙板预埋钢板8；密肋复合墙板1厚度取300mm，密肋复合墙板1与框架柱的间隙的大小为10mm，密肋复合墙板1与框架梁的间隙大小为150mm；
(5)待密肋墙混凝土浇注28天后达到设计强度，安装密肋复合墙板1上部的滑移器装置3；将与框架梁下部预埋钢板6连接的滑移钢板3焊接在框架梁下部预埋钢板6上；
(6)用柔性填充材料如泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料板填充密肋复合墙板1与上部框架梁4之间的缝隙，形成本发明的新型耗能减震填充墙板。
本发明所述新型耗能减震填充墙板既可以用于新建建筑，也可用于既有建筑的震后修复和抗震加固；既可用于普通框架结构、板柱结构，也可用于框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构中的框架部分。

Claims (6)

1.一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，密肋复合墙板(1)为网格状建筑构件，由肋梁柱(10)进行划分，其特征在于，密肋复合墙板(1)的两侧与框架柱(5)相连接，并在密肋复合墙板(1)与框架柱(5)之间添加柔性填充材料(2)，密肋复合墙板(1)的顶部通过一个或多个滑移器装置(3)与框架梁(4)相连接，密肋复合墙板(1)的底部直接与框架梁(4)连接；其中，密肋复合墙板(1)是以混凝土框格为骨架，内嵌以炉渣、粉煤灰为主要原料的加气硅酸盐砌块制作而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，其特征在于，所述密肋复合墙板(1)厚度为200～300mm，密肋复合墙板(1)与框架柱(5)的间隙大小为5～10mm，密肋复合墙板(1)与框架梁(4)的间隙大小为100～200mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，其特征在于，所述滑移器装置(3)的类型为钢板滑动块或钢板-橡胶垫滑动支座，其中钢板滑动器装置的钢板之间需涂抹润滑油；滑动钢板的尺寸为长150mm，厚度20mm，宽度不大于密肋复合墙板(1)的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，其特征在于，所述密肋复合墙板(1)底部与框架梁(4)采用固定支座连接方式，连接方式为框架梁(4)顶面预留钢筋与密肋复合墙板(1)相应位置钢筋帮扎，或者框架梁(4)顶面预留锚板与密肋复合墙板(1)相应位置钢筋焊接。
5.根据权利要求1所述的一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，其特征在于，所述密肋复合墙板(1)与框架柱(5)之间的柔性填充材料(2)包括泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料板，在承受小外力的情况下能发生拉伸或者压缩变形。
6.根据权利要求1所述的一种用于框架结构的新型耗能减震填充墙板，其特征在于，所述新型耗能减震填充墙板在制作时，首先在框架柱(5)内侧设置柔性填充材料(2)，然后再进行密肋复合墙板(1)的施工，施工顺序不可颠倒。
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