CN108104306A - 设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法 - Google Patents
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Abstract
设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法。大量震害表明，在地震作用下填充墙与框架相互作用非常复杂，导致结构和填充墙都发生了严重破坏。本发明组成包括:砌块（6）、纤维格栅（5）、砌筑砂浆（17）、鸭舌板（1），所述的纤维格栅与所述的砌块二者通过砌筑砂浆粘结实现力的传递，鸭舌板上端具有螺栓孔（9），鸭舌板下端具有抗剪螺丝孔（8），鸭舌板上端通过自攻螺丝或者膨胀螺栓（4）与框架柱（7）可靠锚固连接，鸭舌板下端通过辅助板（2）和抗剪螺丝（3）与所述的纤维格栅（5）夹紧连接且纤维格栅不打滑。本发明用于设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法。
Description
技术领域：
本发明属于结构工程抗震技术领域，涉及一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法。
背景技术：
填充墙框架结构是广泛应用于房屋建筑中的一种结构体系。近年来，国内外地震频发，如汶川地震、玉树地震、九寨沟地震以及尼泊尔地震等，大量震害表明:由于传统填充墙延性差，极易发生脆性破坏；并且填充墙与框架一般采用刚性连接方式，导致填充墙框架结构在地震作用下出现严重破坏，造成了大量人员伤亡和财产损失。由大量震害经验可以看出，传统的填充墙及其与框架的刚性连接方式已不能满足填充墙框架的抗震要求。
发明内容：
本发明的目的是克服现有填充墙延性差、其与框架刚性连接不利于抗震的缺陷，提供一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其组成包括：砌块、纤维格栅、砌筑砂浆、鸭舌板，所述的纤维格栅夹在所述的砌块之间，所述的纤维格栅与所述的砌块二者通过所述的砌筑砂浆粘结，所述的鸭舌板为薄钢板构件，所述的鸭舌板上端具有螺栓孔，所述的鸭舌板下端具有抗剪螺丝孔，所述的鸭舌板上端通过自攻螺丝或者膨胀螺栓与框架柱可靠锚固连接，所述的鸭舌板下端通过辅助板和抗剪螺丝的活动螺帽将所述的纤维格栅夹紧而连接，所述的增强型填充墙顶部与所述的框架梁通过外卡角钢进行限位连接。
所述的一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的增强型填充墙与所述的框架结构通过所述的鸭舌板实现柔性连接，增强型填充墙两端的砌块下部具有底槽和上部具有上口槽，所述的抗剪螺丝的固定螺帽镶嵌在所述的底槽内，所述的抗剪螺丝的活动螺帽及下端嵌固于所述的上口槽内，所述的底槽与所述的上口槽内均涂有环氧树脂或其他粘结胶，所述的增强型填充墙与所述的框架柱间具有缝隙。
所述的鸭舌板，所述的鸭舌板为柔性连接装置，其自身易于实现在水平s方向、竖直v方向变形，所述的s方向和所述的v方向均有正负两个方向。
所述的砌块，所述的砌块为蒸压加气混凝土砌块等材料。
所述的框架结构包括框架梁、框架柱等，所述的框架结构为现浇钢筋混凝土框架结构，木框架结构，钢框架结构以及其他材料或形式的框架结构等。
所述的纤维格栅，所述的纤维格栅包括玻璃纤维格栅、玄武岩纤维格栅和碳纤维格栅等。
所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，其特征是：该实施方法包括如下步骤：
1）选用厚度适中的薄钢板（1mm-3mm厚），将其在通过相应机械工具剪切为长方形板，钢板长度、宽度视其需要实现的刚度、变形而确定，然后在折边机器上将其加工成为鸭舌板，弯折角度分别为O1点处90°，O2点处、O3点处夹角度数相同，再对鸭舌板上端、下端进行钻孔处理，鸭舌板上端孔径需跟膨胀螺栓螺杆直径或者自攻螺丝直径相匹配，鸭舌板下端孔径需跟抗剪螺丝的直径相匹配，这样才能实施下一步及以后的实施步骤；
2）通过冲击钻在框架柱上钻孔，同时把适当直径的膨胀螺栓打进去，为接下来步骤做准备；在需要砌筑于墙体端部的砌块上钻出上口槽和底槽，上口槽直径与抗剪螺丝直径相匹配、深度大于抗剪螺丝自由端的长度，底槽直径及深度需与抗剪螺丝固定螺帽大小相匹配；
3）准备纤维格栅，把纤维格栅一端端部夹持于鸭舌板下端和辅助板之间，并通过拧紧抗剪螺丝的活动螺帽，将纤维格栅与鸭舌板下端夹紧连接且纤维格栅不打滑，再用同样方法将纤维格栅另一端与另一鸭舌板连接，为下一步实施步骤做准备；
4）砌筑好第一排砌块之后，先抹一层砌筑砂浆，将第3）步中准备好的纤维格栅放置于该层砂浆上面；
5）通过膨胀螺栓或者自攻螺丝将鸭舌板上端与框架柱锚固连接；
6）把位于纤维格栅端部鸭舌板下端的抗剪螺丝下端放进砌块上口槽内。
因鸭舌板下端与纤维格栅连接处有固定螺帽和活动螺帽，在砌筑该处砌块时会出现局部灰缝过厚、该处砌块砌筑不平整以及鸭舌板、纤维格栅和砌体三者传力关系不明确等不良问题，为了避免以上问题，故将此处的上、下砌块分别开底槽、上口槽，这样抗剪螺丝的固定螺帽可以置于底槽内，活动螺帽和抗剪螺丝的自由端可以置于上口槽内；同时为了保证抗剪螺丝能与砌块能够紧密结合和连接，在底槽、上口槽中注入环氧树脂或者其他粘结胶。至此，完成了该层纤维格栅和此排砌块一起通过鸭舌板与框架柱的连接；
7）再抹一层砌筑砂浆，砌筑第二排砌块，同时检查砌筑效果及验收；
8）按照上述1-7步骤砌筑其余的砌块；
9）最后一排砌块砌筑完毕后，采用外卡角钢对填充墙顶部进行限位处理，实现填充墙顶部与框架梁的连接；
10）检查、验收，完成了增强型填充墙及其与框架柱的柔性连接。
所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，所述鸭舌板下端与所述的增强型填充墙连接，所述的鸭舌板上端与框架柱连接。当有力作用于框架梁顶端时，框架会发生侧移，框架与填充墙之间力的传递是通过鸭舌板实现的，从框架传来的力F在s方向通过鸭舌板上端作用在鸭舌板时，鸭舌板下端表现为固定不动，此种情况下由于鸭舌板上端与柱固定，鸭舌板上端会因为框架的侧移而运动，鸭舌板上端的运动主要在s方向，v方向的运动可以忽略。如F为负值，则鸭舌板上端将沿s负方向运动，同时O2点会绕着圆O3的圆心O3转动，二者合运动方向为斜向上方向，此时鸭舌板表现为“被压缩”；如F为正值，同理可以推出鸭舌板上端沿着s正方向运动的同时O2点合运动方向为斜向下，鸭舌板表现为“被伸直”。
有益效果：
1.本发明是一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，该种柔性连接装置作为新型连接技术应用于填充墙与结构框架柱间，保证了填充墙在地震作用时减轻对框架造成的不利影响。
本发明在填充墙内加入能够明显改善墙体本身脆性的纤维格栅材料，旨在解决传统填充墙的脆性破坏问题，进而提高了填充墙框架结构的抗震性能，纤维格栅起到改善填充墙抵抗变形的能力和增强填充墙的整体性，防止填充墙发生脆性破坏，改善了传统填充墙的延性。
本发明用此种柔性连接装置将框架和填充墙进行柔性连接，形成一种具有良好抗震能力的填充墙框架结构形式，具有柔性、高延性和良好抗震能力。
本发明所述的鸭舌板柔性连接装置能够保证框架柱与填充墙柔性连接，能够减小框架结构的地震响应，明显提高填充墙框架结构的抗震性能。
本发明所述的增强型填充墙在竖向荷载作用下，所述的增强型填充墙发生竖向压缩变形，必然导致填充墙在横向有向外扩展的变形，但是由于砂浆和纤维格栅的存在，砌块与砂浆粘结、砂浆又与纤维格栅粘结，所以砌块与纤维格栅通过砂浆粘结实现力的传递，这样就形成了比传统填充墙具有更强的抵抗变形的能力和更好的整体性的增强型填充墙。
本发明所述的薄钢板宽度比砌块墙厚度窄10mm，是为了避免后期施工误差造成的影响，以及保护层和保温需要。
本发明中所述的外卡角钢是一种限位连接装置，是在砌块砌筑完成后固定于框架梁上的，其作用是能够限制所述的增强型填充墙顶部出平面外的位移、而不限制所述的增强型填充墙顶部在平面内的位移。
本发明在填充墙内加入能够明显改善填充墙本身脆性的纤维格栅材料，形成增强型填充墙，旨在解决传统填充墙的脆性破坏问题；同时为了将增强型填充墙与框架柱连接，发明一种柔性连接装置，该种柔性连接装置作为新型连接技术应用于填充墙与结构框架柱之间，在地震作用时，能减轻填充墙对框架造成的不利影响，避免填充墙发生脆性破坏，实现柔性连接，进而实现提高填充墙框架结构的抗震性能。
附图说明：
附图1是本发明鸭舌板的结构示意图。
附图2是本发明鸭舌板的正立面结构示意图。
附图3是附图1的鸭舌板变形分析示意图。
附图4是本发明增强型填充墙的局部结构示意图。
附图5是附图4的增强型填充墙与框架柱通过附图1的鸭舌板柔性连接装置连接的构造立体示意图。
附图6是附图5的1-1剖面示意图。
附图7是附图5的2-2剖面示意图。
附图8是附图4的增强型填充墙与鸭舌板通过抗剪螺丝连接的构造详图。
附图9是附图4的增强型填充墙与框架柱通过附图1的鸭舌板柔性连接装置连接形成的填充墙框架结构示意图。
实施例1：
一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其组成包括：砌块6、纤维格栅5、砌筑砂浆17、鸭舌板1，所述的纤维格栅夹在所述的砌块之间，所述的纤维格栅与所述的砌块二者通过所述的砌筑砂浆粘结，所述的鸭舌板为薄钢板构件，所述的鸭舌板上端具有螺栓孔9，所述的鸭舌板下端具有抗剪螺丝孔8，所述的鸭舌板上端通过自攻螺丝或者膨胀螺栓4与框架柱7可靠锚固连接，所述的鸭舌板下端通过辅助板2和抗剪螺丝3的活动螺帽14将所述的纤维格栅夹紧而连接，所述的增强型填充墙顶部与所述的框架梁通过外卡角钢16进行限位连接。
实施例2：
实施例1所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的增强型填充墙19与所述的框架柱7通过所述的鸭舌板1实现柔性连接，增强型填充墙19两端的砌块下部具有底槽11和上部具有上口槽10，所述的抗剪螺丝3的固定螺帽13镶嵌在所述的底槽11内，所述的抗剪螺丝3的活动螺帽14及下端嵌固于所述的上口槽10内，所述的底槽与所述的上口槽10内均涂有环氧树脂或其他粘结胶12，所述的增强型填充墙19与所述的框架柱7间具有缝隙5。
实施例3：
根据实施例1或2所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的鸭舌板为柔性连接装置，其自身易于实现在水平s方向、竖直v方向变形，所述的s方向和所述的v方向均有正负两个方向。
实施例4：
根据实施例1或2或3所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的砌块为蒸压加气混凝土砌块等材料。
实施例5：
根据实施例1或2或3或4所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的框架结构包括框架梁、框架柱等，所述的框架结构为现浇钢筋混凝土框架结构，木框架结构，钢框架结构以及其他材料或形式的框架结构等。
实施例6：
根据实施例1或2或3或4或5所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，所述的纤维格栅包括玻璃纤维格栅、玄武岩纤维格栅和碳纤维格栅等。
实施例7：
一种利用实施例1-6所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，该方法包括如下步骤：
1）选用厚度适中的薄钢板（1mm-3mm厚），将其在通过相应机械工具剪切为长方形板，钢板长度、宽度视其需要实现的刚度、变形而确定，然后在折边机器上将其加工成为鸭舌板，弯折角度分别为O1点处90°，O2点处、O3点处夹角度数相同，再对鸭舌板上端、下端进行钻孔处理，鸭舌板上端孔径需跟膨胀螺栓螺杆直径或者自攻螺丝直径相匹配，鸭舌板下端孔径需跟抗剪螺丝的直径相匹配，这样才能实施下一步及以后的实施步骤；
2）通过冲击钻在框架柱上钻孔，同时把适当直径的膨胀螺栓打进去，为接下来步骤做准备；在需要砌筑于墙体端部的砌块上钻出上口槽和底槽，上口槽直径与抗剪螺丝直径相匹配、深度大于抗剪螺丝自由端的长度，底槽直径及深度需与抗剪螺丝固定螺帽大小相匹配；
3）准备纤维格栅，把纤维格栅一端端部夹持于鸭舌板下端和辅助板之间，并通过拧紧抗剪螺丝的活动螺帽，将纤维格栅与鸭舌板下端夹紧连接且纤维格栅不打滑，再用同样方法将纤维格栅另一端与另一鸭舌板连接，为下一步实施步骤做准备；
4）砌筑好第一排砌块之后，先抹一层砌筑砂浆，将第3）步中准备好的纤维格栅放置于该层砂浆上面；
5）通过膨胀螺栓或者自攻螺丝将鸭舌板上端与框架柱锚固连接；
6）把位于纤维格栅端部鸭舌板下端的抗剪螺丝下端放进砌块上口槽内。
因鸭舌板下端与纤维格栅连接处有固定螺帽和活动螺帽，在砌筑该处砌块时会出现局部灰缝过厚、该处砌块砌筑不平整以及鸭舌板、纤维格栅和砌体三者传力关系不明确等不良问题，为了避免以上问题，故将此处的上、下砌块分别开底槽、上口槽，这样抗剪螺丝的固定螺帽可以置于底槽内，活动螺帽和抗剪螺丝的自由端可以置于上口槽内；同时为了保证抗剪螺丝能与砌块能够紧密结合和连接，在底槽、上口槽中注入环氧树脂或者其他粘结胶。至此，完成了该层纤维格栅和此排砌块一起通过鸭舌板与框架柱的连接；
7）再抹一层砌筑砂浆，砌筑第二排砌块，同时检查砌筑效果及验收；
8）按照上述1-7步骤砌筑其余的砌块；
9）最后一排砌块砌筑完毕后，采用外卡角钢对填充墙顶部进行限位处理，实现填充墙顶部与框架梁的连接；
10）检查、验收，完成了增强型填充墙及其与框架结构的柔性连接。
实施例8：
根据实施例7所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，所述鸭舌板下端与所述的增强型填充墙连接，所述的鸭舌板上端与框架柱连接。当有力作用于框架梁顶端时，框架会发生侧移，框架与填充墙之间力的传递是通过鸭舌板实现的，从框架传来的力F在s方向通过鸭舌板上端作用在鸭舌板时，鸭舌板下端表现为固定不动，此种情况下由于鸭舌板上端与柱固定，鸭舌板上端会因为框架的侧移而运动，鸭舌板上端的运动主要在s方向，v方向的运动可以忽略。如F为负值，则鸭舌板上端将沿s负方向运动，同时O2点会绕着圆O3的圆心O3转动，二者合运动方向为斜向上方向，此时鸭舌板表现为“被压缩”；如F为正值，同理可以推出鸭舌板上端沿着s正方向运动的同时O2点合运动方向为斜向下，鸭舌板表现为“被伸直”。
Claims (8)
1.一种设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其组成包括：砌块、纤维格栅、砌筑砂浆、鸭舌板，其特征是：所述的纤维格栅夹在所述的砌块之间，所述的纤维格栅与所述的砌块二者通过所述的砌筑砂浆粘结，所述的鸭舌板为薄钢板构件，所述的鸭舌板上端具有螺栓孔，所述的鸭舌板下端具有抗剪螺丝孔，所述的鸭舌板上端通过自攻螺丝或者膨胀螺栓与框架柱可靠锚固连接，所述的鸭舌板下端通过辅助板和抗剪螺丝的活动螺帽将所述的纤维格栅夹紧而连接，所述的增强型填充墙顶部与所述的框架梁通过外卡角钢进行限位连接。
2.根据权利要求1所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其特征是：所述的增强型填充墙与所述的框架柱通过所述的鸭舌板实现柔性连接，增强型填充墙两端的砌块下部具有底槽和上部具有上口槽，所述的抗剪螺丝的固定螺帽镶嵌在所述的底槽内，所述的抗剪螺丝的活动螺帽及下端嵌固于所述的上口槽内，所述的底槽与所述的上口槽内均涂有环氧树脂或其他粘结胶，所述的增强型填充墙与所述的框架柱间具有缝隙。
3.根据权利要求1或2所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其特征是：所述的鸭舌板为柔性连接装置，其自身易于实现在水平s方向、竖直v方向变形，所述的s方向和所述的v方向均有正负两个方向。
4.根据权利要求1或2或3所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其特征是：所述的砌块为蒸压加气混凝土砌块等材料。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其特征是：所述的框架结构包括框架梁、框架柱等，所述的框架结构为现浇钢筋混凝土框架结构，木框架结构，钢框架结构以及其他材料或形式的框架结构等。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙，其特征是：所述的纤维格栅包括玻璃纤维格栅、玄武岩纤维格栅和碳纤维格栅等。
7.一种权利要求1-6所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
1）选用厚度适中的薄钢板（1mm-3mm厚），将其在通过相应机械工具剪切为长方形板，钢板长度、宽度视其需要实现的刚度、变形而确定，然后在折边机器上将其加工成为鸭舌板，弯折角度分别为O1点处90°，O2点处、O3点处夹角度数相同，再对鸭舌板上端、下端进行钻孔处理，鸭舌板上端孔径需跟膨胀螺栓螺杆直径或者自攻螺丝直径相匹配，鸭舌板下端孔径需跟抗剪螺丝的直径相匹配，这样才能实施下一步及以后的实施步骤；
2）通过冲击钻在框架柱上钻孔，同时把适当直径的膨胀螺栓打进去，为接下来步骤做准备；将需要砌筑于墙体两端的砌块上钻出上口槽和底槽，上口槽直径与抗剪螺丝直径相匹配、深度大于抗剪螺丝自由端的长度，底槽直径及深度需与抗剪螺丝固定螺帽大小相匹配；
3）准备纤维格栅，把纤维格栅一端端部夹持于鸭舌板下端和辅助板之间，并通过拧紧抗剪螺丝的活动螺帽，将纤维格栅与鸭舌板下端夹紧连接且纤维格栅不打滑，再用同样方法将纤维格栅另一端与另一鸭舌板连接，为下一步实施步骤做准备；
4）砌筑好第一排砌块之后，先抹一层砌筑砂浆，将第3）步中准备好的纤维格栅放置于该层砂浆上面；
5）通过膨胀螺栓或者自攻螺丝将鸭舌板上端与框架柱锚固连接；
6）把位于纤维格栅端部鸭舌板下端的抗剪螺丝下端放进砌块上口槽内。因鸭舌板下端与纤维格栅连接处有固定螺帽和活动螺帽，在砌筑该处砌块时会出现局部灰缝过厚、该处砌块砌筑不平整以及鸭舌板、纤维格栅和砌体三者传力关系不明确等不良问题，为了避免以上问题，故将此处的上、下砌块分别开底槽、上口槽，这样抗剪螺丝的固定螺帽可以置于底槽内，活动螺帽和抗剪螺丝的下端可以置于上口槽内；同时为了保证抗剪螺丝能与砌块能够紧密结合和连接，在底槽、上口槽中注入环氧树脂或者其他粘结胶。至此，完成了该层纤维格栅和此排砌块一起通过鸭舌板与框架柱的连接；
7）再抹一层砌筑砂浆，砌筑第二排砌块，同时检查砌筑效果及验收；
8）按照上述1-7步骤砌筑其余的砌块；
9）最后一排砌块砌筑完毕后，采用外卡角钢对填充墙顶部进行限位处理，实现填充墙顶部与框架梁的连接；
10）检查、验收，完成了增强型填充墙及其与框架结构的柔性连接。
8.根据权利要求7所述的设置有柔性连接装置的增强型填充墙及实施方法，其特征是：所述鸭舌板下端与所述的增强型填充墙连接，所述的鸭舌板上端与框架柱连接，当有力作用于框架梁顶端时，框架会发生侧移，框架与填充墙之间力的传递是通过鸭舌板实现的，从框架传来的力F在s方向通过鸭舌板上端作用在鸭舌板时，鸭舌板下端表现为固定不动，此种情况下由于鸭舌板上端与柱固定，鸭舌板上端会因为框架的侧移而运动，鸭舌板上端的运动主要在s方向，v方向的运动可以忽略。如F为负值，则鸭舌板上端将沿s负方向运动，同时O2点会绕着圆O3的圆心O3转动，二者合运动方向为斜向上方向，此时鸭舌板表现为“被压缩”；如F为正值，同理可以推出鸭舌板上端沿着s正方向运动的同时O2点合运动方向为斜向下，鸭舌板表现为“被伸直”。
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