CN102505782A - 一种柔性耗能框架填充墙 - Google Patents

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吴刚
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Abstract

本发明公开了一种柔性耗能框架填充墙,包括构成框型结构的上框架梁(1)、下框架梁(2)、左框架柱(3)和右框架柱(4)以及隔墙条板(5),所述上框架梁(1)的梁底下侧和与其相对设置的下框架梁(2)的梁顶上侧分别固定设置有开口方向向下和开口方向向上的U型钢板槽(6),所述的隔墙条板(5)竖直设置在U型钢板槽(6)并采用螺栓(7)相连,隔墙条板(5)的两端与U型钢板槽(6)的槽底之间、隔墙条板(5)之间以及隔墙条板(5)与左框架柱(3)和右框架柱(4)之间设有空隙(8),所述的空隙(8)内填充有粘弹性材料(9)。本发明结构简单、成本低、安装快捷方便,变形能力强且能提供附加阻尼,适应范围广。

Description

一种柔性耗能框架填充墙技术领域[0001] 本发明涉及建筑设计和建筑抗震领域,尤其涉及框架填充墙设计领域,具体地说是一种柔性耗能框架填充墙。背景技术[0002] 随着国家大力推广绿色墙体材料,一些高性能的轻质隔墙条板得到了越来越多的运用与推广。隔墙条板与框架结构特别是与混凝土框架的连接是解决墙板推广和结构设计的关键技术。[0003]《建筑抗震设计规范》(GB5001-2010)规定,钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,宜与柱脱开或采用柔性连接,但是由于考虑到墙体与框架之间的可靠连接以及施工上的便利, 传统的填充墙与框架之间的连接几乎都采用的刚性连接。[0004] 填充墙是与框架形成一个整体共同抵抗外部荷载作用的。填充墙的存在提高了结构总体抗侧向荷载的能力,但也产生了相应的问题,其一:不同结构层内填充墙的数量及布置方式的差异,形成了上下层填充墙的不连续,导致相临层间的刚度突变,造成薄弱层破坏或倒塌;其二 :开洞或开窗的填充墙对框架柱的侧向约束,使得框架柱的实际剪跨比减小造成短柱剪切破坏;其三:填充墙的加入使整个框架结构体系的整体刚度增大,结构承受的水平地震力也会增加;其四:填充墙平面布置不均勻造成结构扭转破坏。发明内容[0005] 本发明的目的是针对现有框架填充墙存在的弊端,提供一种具有较大弹塑性变形能力、可产生附加阻尼、减轻墙体程度的柔性耗能框架填充墙。[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案解决的:一种柔性耗能框架填充墙,包括构成框型结构的上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱以及隔墙条板,所述上框架梁的梁底下侧和与其相对设置的下框架梁的梁顶上侧分别固定设置有开口方向向下和开口方向向上的U型钢板槽,所述的隔墙条板竖直设置在U型钢板槽并采用螺栓相连,隔墙条板的两端与U型钢板槽的槽底之间、隔墙条板之间以及隔墙条板与左框架柱和右框架柱之间设有空隙,所述的空隙内填充粘弹性材料。[0007] 所述隔墙条板的上端和下端分别设置有连接孔,所述的连接孔与U型钢板槽侧壁上设置的固定孔相对应。[0008] 所述的连接孔和固定孔的孔径为10_25mm。[0009] 所述连接孔的外边缘与隔墙条板的板边距离不小于10mm。[0010] 所述的隔墙条板的厚度不大于U型钢板槽的槽腔宽度。[0011] 所述的隔墙条板包括蒸压加气混凝土条板、工业灰渣混凝土多孔条板、玻璃纤维增强水泥轻质多孔条板、石膏条板、植物纤维条板、粉煤灰泡沫水泥条板和硅镁加气水泥条板。[0012] 所述的上框架梁、下框架梁、左框架柱和右框架柱为混凝土框架或者钢框架。[0013] 所述的U型钢板槽焊接在上框架梁的梁底下侧和/或下框架梁的梁顶上侧。[0014] 所述的U型钢板槽通过螺栓锚固在上框架梁的梁底下侧和/或下框架梁的梁顶上侧。[0015] 所述的粘弹性材料包括泡沫胶和弹性胶泥。[0016] 本发明相比现有技术有如下优点:本发明在框架内加装U型钢板槽,然后通过U型钢板槽与隔墙条板相连,隔墙条板的六个面与其对应的各部件之间都设有空隙,空隙内填充有粘弹性材料,在地震作用下的隔墙条板可在U型钢板槽和隔墙条板构成的平面内绕螺栓转动,使隔墙条板在框架结构大变形的情况下也不会被破坏;并且隔墙条板在转动的过程中,隔墙条板之间以及隔墙条板与左右框架柱和U型钢板槽的空隙处填充的粘弹性材料可以产生粘弹性变形,提供相当于阻尼器的附加阻尼,减小整个结构的地震反应。[0017] 本发明的结构简单、制造成本低、安装快捷方便,实际工程中可根据隔墙条板的数量确定结构的附加阻尼比,适应范围广且实用性高,尤其适用于地震多发地区、高烈度地区的建筑,可以有效提高重要的公共建筑,比如医院、学校的抗震性能、安全性能。附图说明[0018] 附图1为本发明的立体结构示意图; 附图2为本发明的平面结构示意图;附图3为本发明的U型钢板槽和隔墙条板的开孔结构示意图; 附图4为本发明的U型钢板槽和隔墙条板的连接结构示意图; 附图5为本发明的U型钢板槽和下框架梁采用螺栓连接的结构示意图; 附图6为本发明的柔性耗能框架填充墙在地震时的变形结构部分剖视图。[0019] 其中:1 一上框架梁;2—下框架梁;3—左框架柱;4一右框架柱;5—隔墙条板; 6-U型钢板槽;7—螺栓;8—空隙;9一粘弹性材料;10—连接孔;11 一固定孔。具体实施方式[0020] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。[0021] 如图1-5所示:一种柔性耗能框架填充墙,包括构成框型结构的上框架梁1、下框架梁2、左框架柱3和右框架柱4以及隔墙条板5,上框架梁1、下框架梁2、左框架柱3和右框架柱4为混凝土框架或者钢框架,隔墙条板5包括蒸压加气混凝土条板、工业灰渣混凝土多孔条板、玻璃纤维增强水泥轻质多孔条板、石膏条板、植物纤维条板、粉煤灰泡沫水泥条板和硅镁加气水泥条板。在上框架梁1的梁底下侧和与其相对设置的下框架梁2的梁顶上侧分别固定设置有开口方向向下和开口方向向上的U型钢板槽6内,隔墙条板5竖直设置在U型钢板槽6并采用螺栓7相连,隔墙条板5的两端与U型钢板槽6的槽腔底部均设有空隙8,同时隔墙条板5的厚度不大于U型钢板槽6的槽腔宽度,即一般隔墙条板5的前后侧面与U型钢板槽6的槽腔内壁之间亦存在空隙8,同时相邻的隔墙条板5之间以及隔墙条板5与左框架柱3和右框架柱4之间亦设有空隙8,空隙8内采用泡沫胶或弹性胶泥制成的粘弹性材料9填充。另外在隔墙条板5的上端和下端分别设置有连接孔10,连接孔10 与U型钢板槽6侧壁上设置的固定孔11相对应,螺栓7依次穿过固定孔11和连接孔10将隔墙条板5和U型钢板槽6相对固定,且连接孔10和固定孔11的孔径为10-25mm,连接孔 10的外边缘与隔墙条板5的板边距离不小于IOmm以使U型钢板槽6的槽腔内具有一定的空隙8以填充粘弹性材料9。当上框架梁1和下框架梁2为钢框架时,U型钢板槽6焊接在上框架梁1的梁底下侧和/或下框架梁2的梁顶上侧;当上框架梁1和下框架梁2为混凝土框架时,U型钢板槽6通过螺栓7锚固在上框架梁1的梁底下侧和/或下框架梁2的梁顶上侧。[0022] 下面举例说明本发明的柔性耗能框架填充墙的制作过程,首先设定呈框型设置的上框架梁1和下框架梁2之间的净距为^SOmm,左框架柱3和右框架柱4之间的净距为 5160mm。首先准备两条长度为5160mm、截面尺寸为IOOmmX80mmX4mmX4mm (宽X高X 底厚X翼缘厚)的U型钢板槽6,准备八块截面尺寸为^00_X600_X90_ (高X宽X 厚)的蒸压加气混凝土制成的隔墙条板5 ;接着在隔墙条板5的短边(宽度边)中部位置设置直径为20mm的连接孔10,连接孔10的外边缘与隔墙条板5的板边距离为IOmm ;同时在U 型钢板槽6上与连接孔10相对应的位置处设置直径为20mm的固定孔11,固定孔11的外边缘与U型钢板槽6的腔壁上沿之间的距离为IOmm ;然后采用8个膨胀螺栓7将两个U型钢板槽6分别固定在上框架梁1的梁底下侧和下框架梁2的梁顶上侧的相应位置;接着把处理后的隔墙条板5装入U型钢板槽6内并用直径为20mm的螺栓7相对固定隔墙条板5和 U型钢板槽6 ;最后用弹性胶泥制成的粘弹性材料9填充隔墙条板5的两端顶面和侧面与U 型钢板槽6的槽腔底部和侧壁之间存在的空隙8,用弹性胶泥制成的粘弹性材料9填充相邻的隔墙条板5之间的空隙8以及隔墙条板5与左框架柱3和右框架柱4之间的空隙8,完成该柔性耗能框架填充墙的制作过程。[0023] 本发明在框架内加装U型钢板槽6,然后通过U型钢板槽6与隔墙条板5相连,隔墙条板5的六个面与其对应的各部件之间都设有空隙8,空隙8内填充有粘弹性材料9,在地震作用下的隔墙条板5可在U型钢板槽6和隔墙条板5构成的平面内绕螺栓转动,使隔墙条板5在框架结构大变形的情况下也不会被破坏;并且隔墙条板5在转动的过程中,隔墙条板5之间以及隔墙条板5与左右框架柱和U型钢板槽6的空隙8处填充的粘弹性材料9 可以产生粘弹性变形,提供相当于阻尼器的附加阻尼,减小整个结构的地震反应;并具有结构简单、制造成本低、安装快捷方便的特点,适应范围广且实用性高,同时实际工程中可根据隔墙条板5的数量确定结构的附加阻尼比。[0024] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内;本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1. 一种柔性耗能框架填充墙,包括构成框型结构的上框架梁(1)、下框架梁(2)、左框架柱(3)和右框架柱(4)以及隔墙条板(5),其特征在于所述上框架梁(1)的梁底下侧和与其相对设置的下框架梁(2)的梁顶上侧分别固定设置有开口方向向下和开口方向向上的U 型钢板槽(6),所述的隔墙条板(5)竖直设置在U型钢板槽(6)并采用螺栓(7)相连,隔墙条板(5 )的两端与U型钢板槽(6 )的槽底之间、隔墙条板(5 )之间以及隔墙条板(5 )与左框架柱(3)和右框架柱(4)之间设有空隙(8),所述的空隙(8)内填充粘弹性材料(9)。
2.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述隔墙条板(5)的上端和下端分别设置有连接孔(10),所述的连接孔(10)与U型钢板槽(6)侧壁上设置的固定孔 (11)相对应。
3.根据权利要求2所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的连接孔(10)和固定孔(11)的孔径为10-25mm。
4.根据权利要求2所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述连接孔(10)的外边缘与隔墙条板(5)的板边距离不小于10mm。
5.根据权利要求1或2所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的隔墙条板(5) 的厚度不大于U型钢板槽(6)的槽腔宽度。
6.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的隔墙条板(5)包括蒸压加气混凝土条板、工业灰渣混凝土多孔条板、玻璃纤维增强水泥轻质多孔条板、石膏条板、植物纤维条板、粉煤灰泡沫水泥条板和硅镁加气水泥条板。
7.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的上框架梁(1)、下框架梁(2)、左框架柱(3)和右框架柱(4)为混凝土框架或者钢框架。
8.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的U型钢板槽(6)焊接在上框架梁(1)的梁底下侧和/或下框架梁(2)的梁顶上侧。
9.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的U型钢板槽(6)通过螺栓(7)锚固在上框架梁(1)的梁底下侧和/或下框架梁(2)的梁顶上侧。
10.根据权利要求1所述的柔性耗能框架填充墙,其特征在于所述的粘弹性材料(9)包括泡沫胶和弹性胶泥。
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