CN105256889A - 预制混凝土墙式支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制混凝土墙式支撑结构，包括：混凝土柱、连接所述混凝土柱的混凝土梁或混凝土楼板、支撑墙体以及耗能装置，所述支撑墙体设置在混凝土柱与混凝土梁或混凝土楼板形成的空间内，所述耗能装置设置在所述支撑墙体与混凝土柱之间，且位于所述支撑墙体的顶部。本发明的支撑墙体和耗能装置配合实现预制混凝土墙式支撑结构的侧向荷载，在正常使用状态下提供结构抗侧刚度，在超常荷载如地震或台风作用下可以起到耗能减震的作用。而本发明的预制混凝土墙式支撑结构可以在工厂直接加工完成，无需进行现场湿作业，本发明的支撑墙体与现有技术中的剪力墙系统相比，大大降低了结构自重，且能够耗能，施工工艺简单快速便捷、建造效率高。

Description

预制混凝土墙式支撑结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种预制混凝土墙式支撑结构。

背景技术

预制装配式结构，为装配式混凝土结构的简称，是以预制构件为主要受力构件经装配连接而成的混凝土结构，它是一种符合建筑工业化生产方式的结构型式，具有标准化设计、预制化生产、装配化施工的突出优点。

目前的预制装配式结构的抗侧受力构件以剪力墙体系为主，该抗侧受力构件结构的自重往往较大，地基设计要求高，此外剪力墙与预制梁柱结构的连接需要进行现场湿作业，例如现浇或浆锚施工，此两种施工工艺都较为繁复，建造效率不高。

发明内容

本发明提供一种预制混凝土墙式支撑结构，以解决现有技术中的预配装配式结构的抗侧受力构件自重较大、施工工艺复杂和建造效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种预制混凝土墙式支撑结构，包括：混凝土柱、连接所述混凝土柱的混凝土梁或混凝土楼板、支撑墙体以及耗能装置，所述支撑墙体设置在混凝土柱与混凝土梁或混凝土楼板形成的空间内，所述耗能装置设置在所述支撑墙体与混凝土柱之间，且位于所述支撑墙体的顶部。通过在支撑墙体两侧的顶部区域设置耗能装置，在正常使用时，耗能装置具有足够的刚度传递侧向受力，当遇到超常荷载时，耗能装置将发生适当的弹性压缩变形来进行能量耗散，起到耗能减震的作用。

作为优选，所述支撑墙体的底部与混凝土梁或混凝土楼板之间通过钢结构栓接或者焊接连接，施工便捷、工艺成熟，避免了现场湿作业；所述支撑墙体与混凝土柱之间设置有变形缝、所述支撑墙体的顶部与其上方的混凝土梁或混凝土楼板之间也设置有变形缝。所述变形缝的大小根据预制混凝土墙式支撑结构的实际大小及用途计算确定，并形成模数，便于所述耗能装置的设计。

作为优选，所述支撑墙体上开设有门洞或者窗洞，即，本发明中的支撑墙体可以根据实际情况，适用于各种环境。

作为优选，所述混凝土柱、混凝土梁或混凝土楼板以及支撑墙体均采用型钢混凝土结构，代替现有的钢筋混凝土结构。

作为优选，所述型钢混凝土结构包括型钢桁架以及混凝土，所述型钢桁架埋设在混凝土中。采用型钢桁架作为支撑，无需考虑型钢构件的稳定问题，可提高支撑墙体的抗侧刚度。

作为优选，所述型钢桁架采用具有统一截面的型钢，便于材料采购和加工制作。进一步的，所述型钢上设置有抗剪构造与混凝土形成可靠粘结。

作为优选，所述混凝土采用高强轻质混凝土，可以减轻支撑墙体的结构自重，减少地基设计荷载。

作为优选，所述混凝土梁或混凝土楼板以及支撑墙体均设置有多层，可以适用各种高度。

与现有技术相比，本发明的预制混凝土墙式支撑结构，通过在混凝土柱与混凝土梁或混凝土楼板形成的空间内设置支撑墙体，在所述支撑墙体与混凝土柱之间设置耗能装置，所述耗能装置位于所述支撑墙体的顶部。所述支撑墙体和耗能装置配合实现预制混凝土墙式支撑结构的侧向荷载，在正常使用状态下提供结构抗侧刚度，在超常荷载如地震或台风作用下可以起到耗能减震的作用。而本发明的预制混凝土墙式支撑结构可以在工厂直接加工完成，无需进行现场湿作业，本发明的支撑墙体与现有技术中的剪力墙系统相比，大大降低了结构自重，且能够耗能，施工工艺简单快速便捷、建造效率高。

附图说明

图1为本发明的预制混凝土墙式支撑结构的结构示意图(未开设窗洞和门洞)；

图2为本发明的预制混凝土墙式支撑结构的结构示意图(开设有窗洞和门洞)；

图3为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第一支撑墙体的结构示意图；

图4为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第二支撑墙体的结构示意图；

图5为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第三支撑墙体的结构示意图；

图6为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第一支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的焊接示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第二支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的焊接示意图；

图9为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第三支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的焊接示意图；

图10为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第一支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的栓接示意图；

图11为图10的侧视图；

图12为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第二支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的栓接示意图；

图13为本发明的预制混凝土墙式支撑结构中第三支撑墙体与混凝土梁或混凝土楼板的栓接示意图。

图中所示：1-混凝土柱、2-混凝土梁或混凝土楼板、3-支撑墙体、31-第一支撑墙体、311-型钢桁架、312-混凝土、313-钢结构焊缝、314-高强螺栓、32-第二支撑墙体、33-第三支撑墙体、4-耗能装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明的预制混凝土墙式支撑结构，包括：混凝土柱1、连接所述混凝土柱1的混凝土梁或混凝土楼板2、支撑墙体3以及耗能装置4。

其中，所述支撑墙体3设置在混凝土柱1与混凝土梁或混凝土楼板2形成的空间内。具体地，所述支撑墙体3的底部与混凝土梁或混凝土楼板2固定连接；所述支撑墙体3与混凝土柱1之间设置有变形缝、所述支撑墙体3的顶部与其上方的混凝土梁或混凝土楼板2之间也设置有变形缝。所述变形缝的大小根据预制混凝土墙式支撑结构的实际大小及用途计算确定，并形成模数，便于所述耗能装置4的设计。

继续参照图1，所述耗能装置4设置在所述支撑墙体3与混凝土柱1之间，且位于所述支撑墙体3的顶部。通过在支撑墙体3两侧的顶部区域设置耗能装置4，在正常使用时，耗能装置4具有足够的刚度传递侧向受力，当遇到超常荷载时，耗能装置4能够发生适当的弹性压缩变形来进行能量耗散，起到耗能减震的作用。

请参照图2，本发明中，所述支撑墙体3包括三种结构，分别为：没有开设任何孔洞的第一支撑墙体31、开设有窗洞的第二支撑墙体32和开设有门洞的第三支撑墙体33。实际使用时，本发明的预制混凝土墙式支撑结构可以根据实际情况选用不同结构的支撑墙体3，以适用于各种环境。

请参照图2至图5，所述第一支撑墙体31、第二支撑墙体32以及第三支撑墙体33均采用型钢混凝土结构，进一步的，所述混凝土柱1和混凝土梁或混凝土楼板2也采用型钢混凝土结构，代替现有的钢筋混凝土结构。

参照图3至图5，所述型钢混凝土结构包括型钢桁架311以及混凝土312，所述型钢桁架311埋设在混凝土312中。当然，由于第一支撑墙体31、第二支撑墙体32以及第三支撑墙体33的结构各不相同，其各自采用的型钢桁架311的结构也不同，而不论采用何种结构的型钢桁架311作为支撑，均无需考虑型钢构件的稳定问题，都可以提高支撑墙体3的抗侧刚度。

作为优选，所述型钢桁架311采用具有统一截面的型钢，便于材料采购和加工制作。进一步的，所述型钢上设置有抗剪构造，该抗剪构造与混凝土312形成可靠粘结。

进一步的，所述混凝土312采用高强轻质混凝土，所述高强轻质混凝土(英文全称：High-StrengthLightWeightConcrete，简称HSLC)是指利用高强轻粗集料(也称之为高强陶粒)、普通砂、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m³，强度等级为LC30以上的结构用轻质混凝土。采用所述高强轻质混凝土制备所述支撑墙体3，可以减轻支撑墙体3的结构自重，减少地基设计荷载。

作为优选，所述混凝土梁或混凝土楼板2以及支撑墙体3均设置有多层，可以适用各种高度。

请参照图6至图13，需要说明的是，所述支撑墙体3可以在工厂制备混凝土柱1与混凝土梁或混凝土楼板2的同时固接到所述混凝土梁或混凝土楼板2上，也可以先在工厂分别生产制备支撑墙体3，以及混凝土柱1与混凝土梁或混凝土楼板2的组合结构，待到施工现场后，再将支撑墙体3栓接或者焊接到混凝土梁或混凝土楼板2上。

如图6至图13所示，所述支撑墙体3与混凝土梁或混凝土楼板2之间有两种连接方式。

如图6至图9所示，支撑墙体3与混凝土梁或混凝土楼板2之间通过钢结构焊接固定在一起，焊接完成后支撑墙体3与混凝土梁或混凝土楼板2之间存在钢结构焊缝313。当然，第一、第二、第三支撑墙体31、32、33的结构不同，因此其对应的钢结构焊缝313也不同。

另一种连接方式如图10至图13所示，此时，支撑墙体3与混凝土梁或混凝土楼板2之间通过钢结构栓接连接，即两者之间采用高强螺栓314连接。

需要说明的是，位于最底层的支撑墙体3，可以在该支撑墙体3的下方设置一混凝土梁或混凝土楼板2，也可以将该最底层的支撑墙体3与施工现场的地基直接连接，其连接方式同样包括钢结构焊接或栓接两种形式，其他非最底层的支撑墙体3则按照上文通过钢结构焊接或栓接在混凝土梁或混凝土楼板2上。

综上所述，本发明的预制混凝土墙式支撑结构，包括：混凝土柱1、连接所述混凝土柱1的混凝土梁或混凝土楼板2、支撑墙体3以及耗能装置4，所述支撑墙体3设置在混凝土柱1与混凝土梁或混凝土楼板2形成的空间内，所述耗能装置4设置在所述支撑墙体3与混凝土柱1之间，且位于所述支撑墙体3的顶部。通过在混凝土柱1与混凝土梁或混凝土楼板2形成的空间内设置支撑墙体3，在所述支撑墙体3与混凝土柱1之间设置耗能装置4，所述耗能装置4位于所述支撑墙体3的顶部。所述支撑墙体3和耗能装置4配合实现预制混凝土墙式支撑结构的侧向荷载，在正常使用状态下提供结构抗侧刚度，在超常荷载如地震或台风作用下可以起到耗能减震的作用。而本发明的预制混凝土墙式支撑结构可以在工厂直接加工完成，无需进行现场湿作业，本发明的支撑墙体3与现有技术中的剪力墙系统相比，大大降低了结构自重，且能够耗能，施工工艺简单快速便捷、建造效率高。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，包括：混凝土柱、连接所述混凝土柱的混凝土梁或混凝土楼板、支撑墙体以及耗能装置，所述支撑墙体设置在混凝土柱与混凝土梁或混凝土楼板形成的空间内，所述耗能装置设置在所述支撑墙体与混凝土柱之间，且位于所述支撑墙体的顶部。

2.如权利要求1所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述支撑墙体的底部与混凝土梁或混凝土楼板固接，所述支撑墙体与混凝土柱之间设置有变形缝、所述支撑墙体的顶部与其上方的混凝土梁或混凝土楼板之间也设置有变形缝。

3.如权利要求2所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述支撑墙体的底部与混凝土梁或混凝土楼板之间通过钢结构栓接或者焊接连接。

4.如权利要求1所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述支撑墙体上开设有门洞或者窗洞。

5.如权利要求1所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述混凝土柱、混凝土梁或混凝土楼板以及支撑墙体均采用型钢混凝土结构。

6.如权利要求5所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述型钢混凝土结构包括型钢桁架以及混凝土，所述型钢桁架埋设在混凝土中。

7.如权利要求6所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述型钢桁架采用具有统一截面的型钢。

8.如权利要求6所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述混凝土采用高强轻质混凝土。

9.如权利要求1所述的预制混凝土墙式支撑结构，其特征在于，所述混凝土梁或混凝土楼板以及支撑墙体均设置有多层。