CN103510639B - 一种可恢复功能的叠合板式剪力墙及其实施方法 - Google Patents

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本发明公开了一种可恢复功能的叠合板式剪力墙及其实施方法,包括有叠合墙板和无粘结预应力筋及水平拼缝处外置钢板组成的半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙。叠合板式剪力墙的预制部分由两层预制板以及起连接作用的格构钢筋组成,预制构件现场安装就位后,设置必要的连接钢筋和受力钢筋,在预制墙板的核心部位浇筑混凝土,形成叠合式受力结构。本发明在叠合板式剪力墙的核心现浇部位设置后张无粘结预应力筋,罕遇地震下无粘结预应力筋能够保持弹性,使得剪力墙震后残余变形较小,即剪力墙具有自复位功能,便于震后修复;对叠合板式剪力墙水平拼缝部位采用易于震后更换的外置钢板,罕遇地震下钢板屈服,耗散地震能量,震后方便进行更换,进一步提高其震后恢复能力。

Description

一种可恢复功能的叠合板式剪力墙及其实施方法
技术领域
[0001] 本发明属于结构工程的技术领域,尤其涉及一种可恢复功能的叠合板式剪力墙及其实施方法。
背景技术
[0002] 本专利涉及的结构是一种以叠合墙板和叠合楼板为主要受力构件的半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙结构。其中,预制混凝土墙板由格构钢筋连接两层预制板而组成,预制楼板中也设置有格构钢筋。格构钢筋由三根截面呈等腰三角形的上下弦钢筋以及弯折成型的斜向腹筋组成,其作用主要是增强预制部分与现浇混凝土部分的连接和整体性,并保证预制构件在运输吊装过程中有足够的强度和刚度。预制构件现场安装就位后,设置必要的连接钢筋和受力钢筋,在预制墙板的核心部位、预制楼板的面层以及剪力墙的边缘构件等部位浇筑混凝土,从而形成叠合式受力结构。半装配叠合板式剪力墙结构吸收了现浇混凝土结构与预制混凝土结构的优点,与传统的全装配式剪力墙结构相比,整体性能更好,可以允许有少量的安装误差,对现场安装精度的要求较低,因此是一种较适合我国目前国情的建筑结构体系。
[0003] 半装配叠合板式剪力墙结构与预制大板结构都属于传统的“仿现浇”结构的范畴,其设计目的以受力性能达到现浇结构为目标。与现浇钢筋混凝土结构相同,尽管这类结构具有较好的延性和耗能能力,但强震下往往产生较大的塑性变形和震后残余变形,结构修复困难,给业主带来较大的经济损失。在基于性能抗震设计思想的指导下,应该更加关注结构的震后恢复能力,使得结构在地震后不需修复或稍加修复即可恢复其使用功能,从而达到降低经济损失的目的。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了弥补已有技术的不足,提供了一种可恢复功能的叠合板式剪力墙及其实施方法,以减小结构在罕遇地震作用下的震后残余变形,并提高结构的功能可恢复能力。
[0005] 本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0006] —种可恢复功能的叠合板式剪力墙,其特征在于:包括有半装配叠合板式剪力墙和无粘结预应力筋及水平拼缝处外置钢板组成,所述半装配叠合板式剪力墙为由两侧预制墙板和核心现浇混凝土形成的叠合式受力构件;所述半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙的核心现浇部位设置穿过墙板与基础间以及上下层墙板间水平拼缝的无粘结预应力筋,且无粘结预应力筋位于截面中和轴附近的位置;所述半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝的两端处通过高强螺栓固定有外置连接钢板,且外置连接钢板与半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中的预埋钢板进行围焊;所述半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下不出现塑性变形的各个楼层无需设置穿过墙板间水平拼缝的无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。
[0007] 所述的无粘结预应力筋设置在叠合板式剪力墙的核心部位,可先固定预应力筋位置,再浇筑核心区混凝土,待混凝土达到一定强度后进行预应力筋的张拉,无需预先留置预应力筋波纹管。
[0008] 所述的半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝附近的一定高度范围内,在剪力墙的约束边缘构件内设置加密的格构钢筋,形成约束混凝土。
[0009] 所述的可恢复功能的叠合板式剪力墙的施工方法,其特征在于:具体包括有如下步骤:
[0010] 首先将现浇混凝土基础和现浇混凝土墙段一同浇筑,在现浇墙段内预埋钢板,预设高强螺栓孔洞,并将无粘结预应力筋的锚固端埋入现浇墙端;
[0011] 将预埋有预埋钢板的叠合板式剪力墙预制部位吊装就位,放置在定位垫块上,调整墙板的垂直度和位置;
[0012] 将无粘结预应力筋穿过墙板核心区,并固定其位置,浇筑核心区混凝土;安装外置连接钢板,与钢预埋板三面围焊,通过高强螺栓紧固;
[0013] 采用同样的方法进行上部楼层的施工,将无粘结预应力筋穿过核心区,在结构底部加强区楼层水平拼缝处均采用外置连接钢板和高强螺栓进行连接;
[0014] 继续施工底部加强区上面一个楼层的墙板,将无粘结预应力筋穿过核心区,浇筑核心区混凝土 ;待混凝土达到一定强度后,张拉预应力筋;
[0015] 此后各个楼层的施工和普通叠合板剪力墙相同,不需设置无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。
[0016] 该剪力墙在核心现浇部位设置后张无粘结预应力筋,既可提供部分抗弯承载力,又有利于剪力墙罕遇地震后的自复位,便于震后修复;对叠合板式剪力墙水平拼缝部位采用易于震后更换的外置钢板代替普通钢筋,进一步提高其震后恢复能力。后张无粘结预应力筋应布置在截面中和轴附近,使得结构在发生较大塑性变形时预应力筋仍能保持弹性,从而提供剪力墙的自复位能力。在叠合板式剪力墙的核心部位设置后张无粘结预应力筋,可先固定预应力筋位置,再浇筑核心区混凝土,待混凝土达到一定强度后进行预应力筋的张拉,无需预先留置预应力筋波纹管,施工更为方便。
[0017] 在剪力墙可能出现塑性变形的水平拼缝处,采用外置钢板代替穿过拼缝的竖向纵筋。该钢板在罕遇地震作用下发生塑性变形,耗散地震能量,震后便于拆除更换。钢板与叠合墙板通过高强螺栓连接,并与预制墙板内预埋钢板进行围焊。为便于预埋钢板的埋设,在底部需设置一定高度现浇墙段,与基础同时浇筑。
[0018] 由于后张无粘结预应力筋在叠合板式剪力墙结构内不作为拼装手段,因此可只在结构可能出现塑性变形的底部楼层(一般为剪力墙底部加强区)内设置预应力筋。上部罕遇地震下不会发生塑性变形的水平拼缝处也无需采用外置钢板连接,仍采用普通拼接构造方式即可。
[0019] 这种结构在罕遇地震作用下塑性变形主要发生在水平拼缝附近,塑性范围较集中,剪力墙端部受压区混凝土承受较大压应力。因此,在水平拼缝附近一定高度范围内,在剪力墙的约束边缘构件内设置加密的格构钢筋,形成约束混凝土,以提高其强度和变形能力,防止过早压碎。
[0020] 本发明的优点是:
[0021] 本发明结构设计合理,在核心现浇部位设置后张无粘结预应力筋,使结构具有震后自复位功能,便于震后修复。对叠合板式剪力墙水平拼缝部位采用易于震后更换的外置钢板代替普通钢筋,进一步提高其震后恢复能力。这种方法使得叠合板式剪力墙结构变形恢复能力大为提高,在适当增加工程造价的前提下使得结构整体性能得到有效提升。
附图说明
[0022] 图1为本发明结构示意图。
[0023] 图2为图1的A-A剖视图。
[0024] 图3为图1的B-B剖视图。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图和具体实施过程对本发明作进一步说明:
[0026] —种可恢复功能的叠合板式剪力墙,该剪力墙将半装配叠合技术与后张预应力预制技术结合起来,形成具有可恢复功能的叠合板式剪力墙。在叠合板剪力墙的核心现饶部分12设置后张无粘结预应力筋4,无需在预制墙板内预留孔道,具有施工方便的有利条件,由于预应力筋为无粘结,产生较大变形时仍能保持弹性,因此结构恢复能力好,震后残余变形小。所述半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝9的两端处通过高强螺栓固定有外置连接钢板5,且外置连接钢板与半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中的预埋钢板6进行围焊,所述半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下不出现塑性变形的水平拼缝10以上的各个楼层无需设置无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。
[0027] 所述的半装配叠合板式钢筋混凝土剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝9附近的一定高度范围内,在剪力墙的约束边缘构件14内设置加密的格构钢筋13,形成约束混凝土。
[0028] 本发明中后张预应力筋在叠合板剪力墙结构内不作为拼装手段,因此可以只在结构可能出现塑性变形的底部楼层内设置预应力筋,上部楼层仍采用普通拼接构造方式。这种方法使得叠合板式剪力墙结构变形恢复能力大为提高,在适当增加工程造价的前提下结构整体性能得到有效提升。
[0029] 为进一步增强结构的震后恢复能力,本发明在叠合板式剪力墙水平拼缝部位采用易于震后更换的外置钢板5代替穿过水平拼缝的普通纵向钢筋3。外置钢板在罕遇地震下屈服耗能,损伤集中在钢板上,震后通过预应力筋的自复位能力使结构水平变形基本恢复,然后通过更换受损的耗能钢板,迅速恢复结构的功能。
[0030] 具体实施过程描述如下:
[0031] 首先将现浇混凝土基础1和现浇混凝土墙段2 —同浇筑,在现浇墙段内预埋钢板6,预设高强螺栓孔洞8,并将无粘结预应力筋4的锚固端埋入现浇墙段;
[0032] 将预埋钢板6的叠合板式剪力墙预制部分11吊装就位,放置在定位垫块上,调整墙板的垂直度和位置;
[0033] 将无粘结预应力筋穿过墙板核心区,并固定其位置,浇筑核心区混凝土;安装钢板5,与预埋钢板6三面围焊,将高强螺栓7紧固;
[0034] 采用同样的方法进行上部楼层的施工,将无粘结预应力筋穿过核心区,在结构底部加强区楼层水平拼缝处均采用外置钢板和高强螺栓进行连接;
[0035] 继续施工底部加强区上面一个楼层的墙板,将无粘结预应力筋穿过核心区,浇筑核心区混凝土 ;待混凝土达到一定强度后,张拉预应力筋;
[0036] 此后各个楼层的施工和普通叠合板剪力墙相同,不需设置无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。

Claims (4)

1.一种可恢复功能的叠合板式剪力墙,其特征在于:包括有半装配叠合板式剪力墙和无粘结预应力筋及水平拼缝处外置钢板组成,所述半装配叠合板式剪力墙为由两侧预制墙板和核心现浇混凝土形成的叠合式受力构件;所述半装配叠合板式剪力墙的核心现浇部位设置穿过墙板与基础间以及上下层墙板间水平拼缝的无粘结预应力筋,且无粘结预应力筋位于截面中和轴附近的位置;所述半装配叠合板式剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝的两端处通过高强螺栓固定有外置连接钢板,且外置连接钢板与半装配叠合板式剪力墙中的预埋钢板进行围焊;所述半装配叠合板式剪力墙中罕遇地震下不出现塑性变形的各个楼层无需设置穿过墙板间水平拼缝的无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。
2.根据权利要求1所述的可恢复功能的叠合板式剪力墙,其特征在于:所述的无粘结预应力筋设置在叠合板式剪力墙的核心现浇部位,先固定预应力筋位置,再浇筑核心区混凝土,待混凝土达到一定强度后进行预应力筋的张拉,无需预先留置预应力筋波纹管。
3.根据权利要求1所述的可恢复功能的叠合板式剪力墙,其特征在于:所述的半装配叠合板式剪力墙中罕遇地震下可能出现塑性变形的水平拼缝附近的一定高度范围内,在剪力墙的约束边缘构件内设置加密的格构钢筋,形成约束混凝土。
4.基于上述任意一个权利要求所述的可恢复功能的叠合板式剪力墙的施工方法,其特征在于:具体包括有如下步骤: 首先将现浇混凝土基础和现浇混凝土墙段一同浇筑,在现浇墙段内预埋钢板,预设高强螺栓孔洞,并将无粘结预应力筋的锚固端埋入现浇墙段; 将预埋有钢板的叠合板式剪力墙预制部分吊装就位,放置在定位垫块上,调整墙板的垂直度和位置; 将无粘结预应力筋穿过墙板核心区,并固定其位置,浇筑核心区混凝土;安装外置连接钢板,与钢预埋板三面围焊,通过高强螺栓紧固; 采用同样的方法进行上部楼层的施工,将无粘结预应力筋穿过核心区,在结构底部加强区楼层水平拼缝处均采用外置连接钢板和高强螺栓进行连接; 继续施工底部加强区上面一个楼层的墙板,将无粘结预应力筋穿过核心区,浇筑核心区混凝土 ;待混凝土达到一定强度后,张拉预应力筋; 此后各个楼层的施工和普通叠合板剪力墙相同,不需设置无粘结预应力筋,水平拼缝处也无需设置外置钢板,采用竖向普通钢筋连接即可。
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