CN105220792B - 一种预制暗支撑耗能剪力墙及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预制暗支撑耗能剪力墙及其组装方法。剪力墙主要包括多个剪力墙基础模块；剪力墙基础模块包括第一剪力墙板和第二剪力墙板；第一剪力墙板四周分别与上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱一体成型；所述上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱的背面均具有凸出于第一剪力墙板的钢筋混凝土板；下边缘暗框架梁内预埋有灌浆套筒，上边缘暗框架梁内伸出其外的竖向钢筋，左、右边缘暗框架柱设有伸出其外的横向U形闭合钢筋；所述第一剪力墙板通过紧固件与第二剪力墙板固定连接，两剪力墙板之间具有暗支撑桁架；其中：相邻剪力墙基础模块中的U形闭合钢筋搭接连接且搭接处被混凝土包裹。

Description

一种预制暗支撑耗能剪力墙及其组装方法

技术领域

本发明涉及建筑工程相关技术领域，具体的说，是涉及一种预制暗支撑耗能剪力墙及其组装方法。

背景技术

由于我国人口众多，土地资源有限，高层建筑结构成为我国住宅建设的主体。长期以来，我国住宅是传统的粗放式生产，劳动生产率低、资源消耗高、工人施工条件差、住宅质量难以保证；近年来，随着我国人口红利的消失，人民对住宅质量的需求，和对劳动生产率的需求，住宅产业化兴起。

剪力墙结构具有良好的抗震性能，逐渐成为产业化的最主要的结构形式。

普通现浇钢筋混凝土剪力墙主要通过水平钢筋抵抗水平地震力，而地震作用下普通现浇剪力墙易发生脆性剪切破坏，延性和耗能能力不足。

现有的预制装配整体式剪力墙只是简单的现浇剪力墙的拆分，很难满足延性和耗能抗震目标，其具体原因为：预制混凝土剪力墙结构设计时，先按现浇剪力墙结构设计，然后再根据结构进行拆板，按照装配式混凝土结构技术规程，水平地震力由预制剪力墙与现浇剪力墙共同承担，对现浇剪力墙乘以一个增大系数。因此，预制装配整体式剪力墙抗震性能设计保守于现浇剪力墙，破坏形式较多为脆性破坏，延性和耗能能力不佳。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种预制暗支撑耗能剪力墙及其组装方法。本发明所提供的预制暗支撑耗能剪力墙，其抗震耗能能力优于普通现浇钢筋混凝土剪力墙，通过工业化生产，大大提高生产效率和产品质量。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预制暗支撑耗能剪力墙，包括多个剪力墙基础模块；

每个剪力墙基础模块均包括第一剪力墙板和第二剪力墙板，两剪力墙板内设有钢筋；

第一剪力墙板四周分别与上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱一体成型；

所述上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱的背面均具有凸出于第一剪力墙板的钢筋混凝土板；

所述下边缘暗框架梁内预埋有灌浆套筒，上边缘暗框架梁内伸出其外的竖向钢筋，左、右边缘暗框架柱设有伸出其外的横向U形闭合钢筋；

所述第一剪力墙板通过紧固件与第二剪力墙板固定连接，两剪力墙板之间具有暗支撑桁架；

其中：相邻剪力墙基础模块中的U形闭合钢筋搭接连接且搭接处被混凝土包裹。

优选的，两个边缘暗框架梁和两个边缘暗框架柱内侧均有预埋钢板，暗支撑桁架与预埋钢板固定连接。

优选的，所述紧固件为对拉螺栓。

优选的，所述暗支撑桁架为型钢桁架。

优选的，所述暗支撑桁架为钢筋混凝土桁架。

优选的，所述上边缘暗框架梁上部、下边缘暗框架梁下部、左边缘暗框架柱左侧、右边缘暗框架柱右侧为粗糙面或带齿槽。

优选的，所述型钢桁架为角钢、工字钢、槽钢、钢管、冷弯型钢或异型钢固定连接而成。

优选的，所述钢筋混凝土桁架暗支撑的截面为矩形、工字形、Ⅱ形或T形。来使其具有较高的抗压稳定性，在混凝土截面面积一定的情况下，能保证其截面具有较高的绕X轴惯性矩。

优选的，所述暗支撑桁架和第二剪力墙板之间设有保温板。

本发明在提供结构方案的同时，还提供了一种组装上述预制暗支撑耗能剪力墙的方法，主要包括如下步骤：

A、将剪力墙基础模块预制好后运输到现场进行组装；

先剪力墙基础模块左右两侧U形闭合钢筋搭接，配置箍筋和纵筋，现浇混凝土连接，形成水平剪力墙；

B、水平剪力墙的组装完成之后进行上下剪力墙的组装；

由下而上进行组装，将上方剪力墙基础模块的下边缘暗框架梁底部预埋的灌浆套筒连接下方剪力墙基础模块的上边缘暗框架梁顶部预留竖向钢筋；

C、重复步骤A和步骤B，组装其余的剪力墙。

本发明的有益效果是：

（1）本发明预制暗支撑耗能剪力墙构件受力明确，暗支撑桁架内藏于两剪力墙板之间，混凝土开裂前暗支撑与剪力墙板共同抵抗地震作用，对提高结构整体在小震作用下侧向承载力和抗侧刚度十分有利。

（2）大震作用下，通过两侧墙板和暗支撑桁架局部屈服消耗能量，保证结构整体不倒塌，具有良好的抗震性能。

（3）边缘暗框架、剪力墙板、暗支撑均为工厂预制，在工厂组装好后，现场连接，制作尺寸标准化、精确化，利于产业化模式推广。

附图说明

图1是本发明中剪力墙基础模块的结构示意图；

图2是本发明中剪力墙基础模块的前视图；

图3 是本发明中剪力墙基础模块的右视图；

图4 是本发明中剪力墙基础模块的俯视图；

图5 是本发明中剪力墙基础模块的后视图；

图6为本发明中剪力墙基础模块采用角钢支撑的结构示意图；

图7为图2中A-A向剖视图；

图8为图2中B-B向剖视图；

图9为图2中C-C向剖视图；

图10为图2中D-D向剖视图；

图11为图2中E-E向剖视图；

图12为图8中的局部放大图；

图13为本发明中的剪力墙的结构示意图；

图中：11、上边缘暗框架梁，12、下边缘暗框架梁，13、左边缘暗框架柱，14、右边缘暗框架柱，15、灌浆套筒，16、竖向钢筋，17、U形闭合钢筋，18、钢筋混凝土板，19、第一剪力墙板，20、第二剪力墙板，110、对拉螺栓，111、保温板，112、预埋吊环，113、预埋吊件，114、预埋钢板，115、角钢。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：一种预制暗支撑耗能剪力墙，其结构如图13所示，包括相互连接的多个剪力墙基础模块。

参考图1-5所示，每个剪力墙基础模块均包括第一剪力墙板19，第一剪力墙板19内设置有钢筋；

第一剪力墙板19四周与边缘暗框架固定连接。边缘暗框架包括上边缘暗框架梁11、下边缘暗框架梁12、左边缘暗框架柱13和右边缘暗框架柱14；

确切的说，第一剪力墙板19、边缘暗框架梁11、下边缘暗框架梁12、左边缘暗框架柱13、右边缘暗框架柱14；和钢筋混凝土板18一体浇注成型。

且在上边缘暗框架梁11内设有预埋吊环112，左边缘暗框架柱13和右边缘暗框架柱14内设有预埋吊件113。

边缘暗框架当中，下边缘暗框架梁12内预埋有灌浆套筒15，上边缘暗框架梁11内伸出其外的竖向钢筋16，左边缘暗框架柱13和右边缘暗框架柱14内部设有伸出其外的横向U形闭合钢筋17，U形闭合钢筋17的另一部分位于边缘框架柱内部；

第一剪力墙板19通过紧固件与第二剪力墙板20固定连接，第一剪力墙板19与第二剪力墙板20之间具有暗支撑桁架。通过改变桁架布置型式，可以设计不同的剪力墙刚度和强度，进而实现不同的屈服荷载及其对应的屈服位移，实现参数可控的设计。

根据不同的需要，紧固件可以选择为对拉螺栓110或其他常见工件。对拉螺栓110应开暗支撑桁架。根据暗支撑桁架所需的面外抗侧刚度确定配筋和混凝土厚度。

参考图6-12所示，暗支撑桁架为型钢桁架，具体而言，所述型钢桁架为角钢115、工字钢、槽钢、钢管、冷弯型钢或异型钢固定连接而成。在小震作用时，通过暗支撑桁架压弯与两剪力墙板共同抵抗地震作用；在大震作用时，暗支撑桁架两侧的剪力墙板19和钢筋混凝土板18约束型钢桁架面外变形，即：两侧钢筋砼板约束型钢桁架面外变形，通过考虑型钢桁架压弯变形，确定其屈服荷载和屈服位移，进而确定型钢型号和布置型式。

作为另一种支撑方式，所述暗支撑桁架也可选择为钢筋混凝土桁架。

所述上边缘暗框架梁11上部、下边缘暗框架梁12下部、左边缘暗框架柱13左侧、右边缘暗框架柱右侧14为粗糙面或带齿槽。

所述钢筋混凝土桁架暗支撑的截面可以选择为矩形、工字形、Ⅱ形、T形或异形截面。所述桁架暗支撑的布置形式为井字形或K字形或W字形或人字形或×字形或其他交叉形式。上述形式多遵循对称规则，有较好的抗面外失稳能力，且对称规则的混凝土构件结构简单、便与制作。

所述暗支撑桁架和第二剪力墙板之间设有保温板111，也可以选择设置保温板111的同时一并设置间隙，间隙的大小用以满足剪力墙板19仍能有约束内藏桁架的低阶屈曲。

保温板111与间隙的设置也可以防止内藏暗支撑桁架与剪力墙板之间的局部摩擦导致墙板过早开裂。

在两个边缘暗框架梁和两个边缘暗框架柱的内侧均有预埋钢板114，预埋钢板114的平面与边缘暗框架梁和边缘暗框架柱的内侧表面相平齐。

型钢桁架端部与预埋在边缘暗框架对应位置的预埋钢板114焊接或螺栓连接。

钢筋混凝土桁架的端部也可以预设钢板，预设的钢板与预埋在边缘暗框架对应位置的预埋钢板114焊接或螺栓连接。

边缘暗框架为钢筋混凝土结构。

本实施例还提供了一种组装上述预制暗支撑耗能剪力墙的方法，主要包括如下步骤：

A、将剪力墙基础模块预制好后运输到现场进行组装；

先剪力墙基础模块左右两侧U形闭合钢筋17拼接，配置箍筋，现浇混凝土连接，形成水平剪力墙；

B、水平剪力墙的组装完成之后进行上下剪力墙的组装；

由下而上进行组装，将上方剪力墙基础模块的下边缘暗框架梁12底部预埋的灌浆套筒15连接下方剪力墙基础模块的上边缘暗框架梁11顶部预留竖向钢筋16；

C、重复步骤A和步骤B，组装其余的剪力墙。

所述步骤1的具体实施方式为：

先进行左右墙组装；

组装时，先固定好一面剪力墙；

将剪力墙基础模块吊运到与固定剪力墙基础模块横向一条直线，新剪力墙基础模块左边缘暗框架柱左侧对齐要连接的剪力墙右边缘暗框架柱右侧搭接U形闭合钢筋17，徐徐就位；将墙体用斜支撑固定，在水平现浇带配置纵向钢筋和箍筋，支模板，现浇混凝土，养护，拆模板。

所述步骤2的具体实施方式为：

组装时，先固定好下层剪力墙，然后吊运新的剪力墙基础模块，将新剪力墙基础模块吊到已固定好的剪力墙上方，新剪力墙基础模块下边缘暗框架梁底部预埋灌浆套筒15对齐下层剪力墙上边缘暗框架梁顶部预留竖向钢筋16，徐徐下放就位，将墙体用斜支撑固定，在新剪力墙下端填塞砂浆，通过孔洞注浆。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，包括多个剪力墙基础模块；

每个剪力墙基础模块均包括第一剪力墙板和第二剪力墙板，两剪力墙板内设有钢筋；

第一剪力墙板四周分别与上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱一体成型；

所述上边缘暗框架梁、下边缘暗框架梁、左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱的背面均具有凸出于第一剪力墙板的钢筋混凝土板；

所述下边缘暗框架梁内预埋有灌浆套筒，上边缘暗框架梁内伸出其外的竖向钢筋，左、右边缘暗框架柱设有伸出其外的横向U形闭合钢筋；在上边缘暗框架梁内设有预埋吊环，左边缘暗框架柱和右边缘暗框架柱内设有预埋吊件；

所述第一剪力墙板通过紧固件与第二剪力墙板固定连接，两剪力墙板之间具有暗支撑桁架；

其中：相邻剪力墙基础模块中的U形闭合钢筋搭接连接且搭接处被混凝土包裹；

所述上边缘暗框架梁上部、下边缘暗框架梁下部、左边缘暗框架柱左侧、右边缘暗框架柱右侧均具有齿槽；

所述暗支撑桁架和第二剪力墙板之间设有保温板。

2.根据权利要求1所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，两个边缘暗框架梁和两个边缘暗框架柱内侧均有预埋钢板，暗支撑桁架与预埋钢板固定连接。

3.根据权利要求1所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，所述紧固件为对拉螺栓。

4.根据权利要求1所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，所述暗支撑桁架为型钢桁架。

5.根据权利要求1所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，所述暗支撑桁架为钢筋混凝土桁架。

6.根据权利要求4所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，所述型钢桁架为角钢、工字钢、槽钢、钢管、冷弯型钢或异型钢固定连接而成。

7.根据权利要求5所述的预制暗支撑耗能剪力墙，其特征在于，所述钢筋混凝土桁架暗支撑的截面为矩形、工字形、Ⅱ形或T形。

8.一种组装权利要求1-7任一项所述预制暗支撑耗能剪力墙的方法，其特征在于，步骤如下：

A、将剪力墙基础模块预制好后运输到现场进行组装；

先将剪力墙基础模块左右两侧U形闭合钢筋搭接，配置箍筋和纵筋，现浇混凝土连接，形成水平剪力墙；

B、水平剪力墙的组装完成之后进行上下剪力墙的组装；

由下而上进行组装，将上方剪力墙基础模块的下边缘暗框架梁底部预埋的灌浆套筒连接下方剪力墙基础模块的上边缘暗框架梁顶部预留竖向钢筋；

C、重复步骤A和步骤B，组装其余的剪力墙；

所述步骤A的具体实施方式为：

先进行左右墙组装；组装时，先固定好一面剪力墙；将剪力墙基础模块吊运到与固定剪力墙基础模块横向一条直线，新剪力墙基础模块左边缘暗框架柱左侧对齐要连接的剪力墙右边缘暗框架柱右侧搭接U形闭合钢筋，徐徐就位；将墙体用斜支撑固定，在水平现浇带配置纵向钢筋和箍筋，支模板，现浇混凝土，养护，拆模板；

所述步骤B的具体实施方式为：

组装时，先固定好下层剪力墙，然后吊运新的剪力墙基础模块，将新剪力墙基础模块吊到已固定好的剪力墙上方，新剪力墙基础模块下边缘暗框架梁底部预埋灌浆套筒对齐下层剪力墙上边缘暗框架梁顶部预留竖向钢筋，徐徐下放就位，将墙体用斜支撑固定，在新剪力墙下端填塞砂浆，通过孔洞注浆。