CN104179249A - 一种装配式复合结构抗震墙及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式复合结构抗震墙，其主要由底层抗震墙、标准层抗震墙、顶层抗震墙和双向预制楼板装配组合而成，底层抗震墙、标准层抗震墙和顶层抗震墙均主要由边缘构件、墙身连接和斜撑组成，边缘构件位于左、右两侧且内部设置有若干竖向受力钢筋，墙身连接位于上、下两端且具有齿状的连接面，齿状连接面在平直段预埋有焊接钢板，斜撑居中、呈“人”字型并与墙身连接连接，抗震墙在竖直方向上通过竖向受力钢筋及焊接钢板的焊接实现连接，在水平方向上通过双向预制楼板并浇筑混凝土实现连接。本发明的有益之处在于：构件自重小，具有多道抗震防线，提高了结构空间整体性和抗震能力；装配工艺简单，施工快捷，减少了环境污染和施工噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种墙体结构，具体涉及一种装配式复合结构抗震墙及其装配方法，属于装配式混凝土结构预制与施工技术领域。
背景技术
目前，随着国家城市改建、扩建工程的发展以及城镇化进程的推进，建筑工程业得到了极大发展。各种类型的建筑结构，特别是商业化住宅如雨后春笋般遍布于城市的各个角落；其中，钢筋混凝土抗震墙结构以其较高的承载能力及抗侧移刚度被广泛用于高层和超高层住宅、宾馆建筑。然而，在环境污染压力骤增的大环境下，建筑工程现场施工所产生的扬尘、颗粒漂浮物等亦不可忽略；此外，城市施工由于湿作业周期长所带来的噪音污染等问题显得日益突出。
采用预制装配式的建筑施工方法可以有效减少建筑垃圾和施工对环境的不良影响，减少现场施工劳动力数量，克服施工场地和环境条件对现场施工的限制、加快施工进度。
另外，预制构件产业化也是实现建筑工业化的必要途径，从而全面提升我国建筑工程的性能品质、节约建材，做到节能减排、减少污染，提高建设效率。
传统的预制剪力墙由于自重较大，一方面增加结构本身载荷，另一方面给施工时吊装及安装带来极大不便，最关键的是，抗震剪力墙结构在地震荷载作用下存在延性不足、耗能能力差的缺点。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自重较小、抗震性能优良的装配式复合结构抗震墙，以及该装配式复合结构抗震墙的装配方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种装配式复合结构抗震墙，主要由底层抗震墙、标准层抗震墙、顶层抗震墙和双向预制楼板装配组合而成，其特征在于，前述底层抗震墙、标准层抗震墙和顶层抗震墙均主要由边缘构件、墙身连接和斜撑组成，前述边缘构件位于左、右两侧且内部设置有若干竖向受力钢筋，前述墙身连接位于上、下两端且具有齿状的连接面，前述齿状连接面在平直段预埋有焊接钢板，前述斜撑居中、呈“人”字型并与墙身连接连接，装配式复合结构抗震墙在竖直方向上通过边缘构件内的竖向受力钢筋的焊接及墙身连接上的焊接钢板的焊接实现连接，在水平方向上通过在墙身连接处搭接双向预制楼板、双向预制楼板上面铺设钢筋网片并浇筑混凝土实现连接。
前述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，前述边缘构件的横截面的中部形成有直线型预应力筋通道，前述预应力筋通道内设置有贯穿整个装配式复合结构抗震墙的预应力筋。
前述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，前述墙身连接的连接面的凸齿的高度≥1/2楼板厚度。
前述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，前述焊接钢板上带有抗剪连接键。
前述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，前述斜撑的截面尺寸小于边缘构件和墙身连接的厚度。
前述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，装配方法包括以下步骤：
(1)、将底层抗震墙吊装到位，并与基础梁连接；
(2)、将标准层抗震墙吊装到位，并与下方的底层抗震墙或标准层抗震墙的墙身连接的连接面对正、校准，然后对竖向受力钢筋和预应力筋进行焊接连接或机械连接、对上下相邻的两个墙身连接的连接面上的焊接钢板进行分段焊接；
(3)、在墙身连接处铺设双向预制楼板，然后在双向预制楼板上铺设钢筋网片和构造钢筋并浇筑混凝土形成混凝土后浇板带；
(4)、重复步骤(2)和步骤(3)进行上一楼层施工，直至设计高度。
前述的装配方法，其特征在于，在步骤(2)中，对焊接钢板进行分段焊接后，用水泥砂浆填实焊接钢板的未焊接缝隙、用混凝土浇筑填实竖向受力钢筋之间的缝隙。
前述的装配方法，其特征在于，每进行3-5层安装后，待混凝土后浇板带达到设计强度时，对边缘构件处的预应力筋进行张拉，张拉后对预应力筋通道进行灌浆。
本发明的有益之处在于：
1、用斜撑代替部分墙体，斜撑既可承受竖向荷载，又可抵抗水平作用，功能上与剪力墙相同，但构件自重明显减小，可以用轻质保温墙代替原有剪力墙部分，节省外墙保温层。
2、斜撑的截面尺寸小于边缘构件和墙身连接的厚度，使结构耗能部位由墙体转移到斜撑，在地震时，斜撑先屈服，复合结构的其它部位后屈服，因此，斜撑的布置改变了抗震墙受力特点及破坏形态，增加了抗震墙结构的耗能能力和延性，并使抗震墙形成具有多道抗震防线的结构体系。
3、装配工艺简单，施工快捷，大幅度减少了现场支模、混凝土浇筑等工作量，有效缩减了施工周期，减少了环境污染和施工噪音。
4、采用后张预应力技术及墙身焊接连接方法，提升了墙体连接处的整体性能，通过楼板后浇筑钢筋网混凝土面层，提高了结构空间整体性和抗震能力，且工业化施工更容易保证工程质量。
附图说明
图1是本发明的装配式复合结构抗震墙的一个具体实施例的主要结构示意图；
图2是图1中的装配式复合结构抗震墙的局部结构的侧视图；
图3是图1中的标准层抗震墙的立体结构示意图；
图4是图3中的标准层抗震墙的局部的剖面图。
图中附图标记的含义：a-底层抗震墙，b-标准层抗震墙，c-顶层抗震墙，1-边缘构件，2-墙身连接，3-斜撑，4-竖向受力钢筋，5-预应力筋通道，6-预应力筋，7-焊接钢板，8-抗剪连接键，9-预应力薄板，10-钢筋网片，11-混凝土后浇板带。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1和图2，本发明的装配式复合结构抗震墙，主要由底层抗震墙a、标准层抗震墙b、顶层抗震墙c和双向预制楼板9装配组合而成，其中，参照图3和图4，标准层抗震墙b主要由边缘构件1、墙身连接2和斜撑3组成，顶层抗震墙c与底层抗震墙a具有基本相同的结构。不论是底层抗震墙a，还是标准层抗震墙b和顶层抗震墙c，边缘构件1均位于左、右两侧，并且边缘构件1的内部设置有若干竖向受力钢筋4，墙身连接2均位于上、下两端，并且墙身连接2具有齿状的连接面，该齿状连接面在平直段预埋有焊接钢板7，焊接钢板7优选带有抗剪连接键8的钢板，斜撑3均居中，斜撑3呈“人”字型并与墙身连接2连接，“人”字型的斜撑3在构造上既可满足无开洞要求的抗震墙，也可满足洞口在一定范围内开洞的抗震墙。
用斜撑3代替部分墙体，斜撑3既可承受竖向荷载，又可抵抗水平作用，功能上与剪力墙相同，但构件自重明显减小，可以用轻质保温墙代替原有剪力墙部分，节省外墙保温层。
本发明的装配式复合结构抗震墙，其在竖直方向上通过边缘构件1内的竖向受力钢筋4的焊接、墙身连接2上的焊接钢板7的焊接实现连接，在水平方向上通过在墙身连接2处搭接双向预制楼板9、双向预制楼板9上面铺设钢筋网片10并浇筑混凝土实现连接。
作为一种优选的方案，边缘构件1的横截面的中部形成有直线型预应力筋通道5，该预应力筋通道5内设置有贯穿整个装配式复合结构抗震墙的预应力筋6。
作为一种优选的方案，墙身连接2的连接面的凸齿的高度≥1/2楼板厚度，这样可以方便搭接双向预制楼板9和铺设钢筋网片10以及浇注混凝土。
作为一种优选的方案，斜撑3的截面尺寸小于边缘构件1和墙身连接2的厚度。由于斜撑3的截面尺寸小于边缘构件1和墙身连接2的厚度，使结构耗能部位由墙体转移到斜撑3，在地震时，斜撑3先屈服，复合结构的其它部位后屈服，因此，斜撑3的布置改变了抗震墙受力特点及破坏形态，增加了抗震墙结构的耗能能力和延性，并使抗震墙形成具有多道抗震防线的结构体系。
下面介绍本发明的装配式复合结构抗震墙的装配方法，参照图1和图2，该方法主要包括以下步骤：
1、将底层抗震墙a吊装到位，并与基础梁连接，基础梁参考预制柱下独立基础构造做法，并设置支撑对该墙体进行临时支撑。
2、将标准层抗震墙b吊装到位，并与下方的底层抗震墙a或标准层抗震墙b的墙身连接2的连接面对正、校准，预应力筋通道也需要对正、校准，然后对竖向受力钢筋4和预应力筋6进行焊接连接或机械连接、对上下相邻的两个墙身连接2的连接面上的焊接钢板7进行分段焊接，最后用水泥砂浆填实焊接钢板7的未焊接缝隙、用混凝土浇筑填实竖向受力钢筋4之间的缝隙，该混凝土与底层抗震墙a、标准层抗震墙b、顶层抗震墙c的材料一致。
3、在墙身连接2处铺设双向预制楼板9，设置板下临时支撑，然后在双向预制楼板9上铺设钢筋网片10和构造钢筋(未图示)，接着在钢筋网片10和构造钢筋上浇筑混凝土，从而形成混凝土后浇板带11，双向预制楼板9、钢筋网片10、构造钢筋和混凝土后浇板带11与底层抗震墙a、标准层抗震墙b、顶层抗震墙c共同形成空间结构受力体系。
4、重复步骤2和步骤3进行上一楼层施工，每进行3-5层安装后，待混凝土后浇板带11达到设计强度时，对边缘构件1处的预应力筋6进行张拉，张拉后对预应力筋通道进行灌浆。重复上述步骤，直至设计高度。
由此可见，本发明的装配式复合结构抗震墙其装配工艺简单，施工快捷，大幅度减少了现场支模、混凝土浇筑等工作量，有效缩减了施工周期，减少了环境污染和施工噪音。
综上所述，本发明的装配式复合结构抗震墙由于采用了后张预应力技术及墙身焊接连接方法，所以提升了墙体连接处的整体性能，通过楼板后浇筑钢筋网混凝土面层，提高了结构空间整体性和抗震能力，且工业化施工更容易保证工程质量，具有广阔的工程应用前景。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种装配式复合结构抗震墙，主要由底层抗震墙(a)、标准层抗震墙(b)、顶层抗震墙(c)和双向预制楼板(9)装配组合而成，其特征在于，所述底层抗震墙(a)、标准层抗震墙(b)和顶层抗震墙(c)均主要由边缘构件(1)、墙身连接(2)和斜撑(3)组成，所述边缘构件(1)位于左、右两侧且内部设置有若干竖向受力钢筋(4)，所述墙身连接(2)位于上、下两端且具有齿状的连接面，所述齿状连接面在平直段预埋有焊接钢板(7)，所述斜撑(3)居中、呈“人”字型并与墙身连接(2)连接，装配式复合结构抗震墙在竖直方向上通过边缘构件(1)内的竖向受力钢筋(4)的焊接及墙身连接(2)上的焊接钢板(7)的焊接实现连接，在水平方向上通过在墙身连接(2)处搭接双向预制楼板(9)、双向预制楼板(9)上面铺设钢筋网片(10)并浇筑混凝土实现连接。
2.根据权利要求1所述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，所述边缘构件(1)的横截面的中部形成有直线型预应力筋通道(5)，所述预应力筋通道(5)内设置有贯穿整个装配式复合结构抗震墙的预应力筋(6)。
3.根据权利要求1所述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，所述墙身连接(2)的连接面的凸齿的高度≥1/2楼板厚度。
4.根据权利要求1所述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，所述焊接钢板(7)上带有抗剪连接键(8)。
5.根据权利要求1所述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，所述斜撑(3)的截面尺寸小于边缘构件(1)和墙身连接(2)的厚度。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的装配式复合结构抗震墙，其特征在于，装配方法包括以下步骤：
(1)、将底层抗震墙(a)吊装到位，并与基础梁连接；
(2)、将标准层抗震墙(b)吊装到位，并与下方的底层抗震墙(a)或标准层抗震墙(b)的墙身连接(2)的连接面对正、校准，然后对竖向受力钢筋(4)和预应力筋(6)进行焊接连接或机械连接、对上下相邻的两个墙身连接(2)的连接面上的焊接钢板(7)进行分段焊接；
(3)、在墙身连接(2)处铺设双向预制楼板(9)，然后在双向预制楼板(9)上铺设钢筋网片(10)和构造钢筋并浇筑混凝土形成混凝土后浇板带(11)；
(4)、重复步骤(2)和步骤(3)进行上一楼层施工，直至设计高度。
7.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，在步骤(2)中，对焊接钢板(7)进行分段焊接后，用水泥砂浆填实焊接钢板(7)的未焊接缝隙、用混凝土浇筑填实竖向受力钢筋(4)之间的缝隙。
8.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，每进行3-5层安装后，待混凝土后浇板带(11)达到设计强度时，对边缘构件(1)处的预应力筋(6)进行张拉，张拉后对预应力筋通道(5)进行灌浆。
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