CN108240053B - 装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程结构领域，具体涉及一种装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法。所述耗能框架墙板体系包括预制柱、预制梁、耗能墙板、黏滞阻尼器和盖板，其中，所述预制柱与所述预制梁形成装配整体式框架，所述耗能墙板固定在所述预制梁上，相邻的所述耗能墙板通过所述黏滞阻尼器、盖板拼接在一起。在地震时，耗能墙板具有水平震动空间，并利用黏滞阻尼器提供的阻尼力来实现耗散能量，达到降低结构的振动响应，避免结构在地震作用时过早破坏，从而具有更好的防震减灾能力。另外，所述施工方法工序合理、操作方便、便于推广，能够形成结构稳定、减震抗震装效果佳的配整体式耗能框架墙板体系。

Description

装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法

技术领域

本发明属于土木工程结构领域，具体涉及一种装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法。

背景技术

伴随建筑工业化进程的推进，装配整体式混凝土结构已成为全国建筑市场的热点，其规模和预制率均不断攀升。随着环保意识的增强，部分省市已推出绿色建筑计划，必然会有越来越多承重构件的制作采用预制装配工艺。

装配整体式混凝土结构，是指混凝土预制构件通过现场后浇形成刚性连接的混凝土结构，如刚性框架结构。常采用的方式为，在预制梁上留负弯矩钢筋，现场浇筑负弯矩区域，使装配式混凝土结构具有与现浇混凝土结构基本等同的特性。

而我国大部分地区都处在抗震设防区，装配整体式建筑的墙体结构在地震作用下往往出现裂缝破坏。因此，市场上亟待开发一种具有防震功能的装配整体式混凝土结构。

发明内容

针对现有的装配整体式建筑在地震作用易造成墙体破坏的问题，本发明提供了一种装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法，耗能墙板在地震时具有水平震动空间，并利用黏滞阻尼器提供的阻尼力来实现耗散能量，达到降低结构的振动响应，避免结构在地震作用时过早破坏，从而具有更好的防震减灾能力。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种装配整体式耗能框架墙板体系，包括：

至少两个平行间隔且竖向设置的预制柱；

预制梁，横跨在所述预制柱上，所述预制梁与预制柱的连接节点处通过现浇混凝土形成整体；

至少两个上下依次拼接的耗能墙板，最顶部的所述耗能墙板固定在所述预制梁上，相邻两个所述耗能墙板之间设置有拼接缝，所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上设置有成对出现的阻尼器预埋件；

黏滞阻尼器，水平设置，两端分别固定在所述阻尼器预埋件上；以及，

盖板，覆盖所述拼接缝，上下两端分别固定在所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上。

优选为，所述耗能墙板包括轻钢龙骨、固定设置于所述轻钢龙骨中的钢筋网、固定设置于所述轻钢龙骨两侧的纤维混凝土板，以及位于所述纤维混凝土板之间并覆盖所述轻钢龙骨、钢筋网的混凝土。

优选为，所述预制梁下侧设置有预埋连接件一，最顶部的耗能墙板通过所述预埋连接件一固定在所述预制梁上；所述预埋连接件一包括位于所述预制梁内的承插板、固定设置于所述承插板一端的连接板、设置于所述承插板上的栓钉，以及设置于所述连接板另一端的悬挂耳板，所述连接板的下表面与所述预制梁的下表面平齐。

优选为，所述承插板为H型或十字型，并设置有供所述预制梁的纵向钢筋穿过的钢筋连接孔。

优选为，最顶部的所述耗能墙板上设置有与所述预埋连接件一相对应的预埋连接件二，所述预埋连接件二包括连接件本体和圆形钢管，所述连接件本体设置有与所述悬挂耳板相匹配的U型腔体，所述圆形钢管垂直设置于所述连接件本体两侧，且与所述U型腔体连通；所述悬挂耳板通过耳板销轴固定在所述U型腔体内。

优选为，所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上竖直设置有若干悬挂连接件，所述悬挂连接件包括连接杆和位于所述连接杆两端的扩大端头，其中一个所述扩大端头预埋在所述耗能墙板中，另一个所述扩大端头位于所述拼接缝中；所述盖板为槽钢，槽钢的上翼缘、下翼缘分别设置有若干长圆孔，所述盖板通过所述扩大端头与所述长圆孔卡扣连接。

优选为，所述阻尼器耳板通过预埋连接件二固定在所述耗能墙板上；所述预埋连接件二包括水平一、水平二，以及两端分别与所述水平一、水平二固定连接的竖直板；所述水平一预埋于所述耗能墙板中，所述水平二朝向拼接缝的表面与所述耗能墙板的表面平齐，所述阻尼器耳板固定在所述水平二上。

优选为，所述耗能墙板与所述预制柱之间设置有预留缝，所述预留缝内设置有弹性填充材料。

相应地，本发明还提供了一种所述的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，包括如下步骤：

S1.吊装预制柱至设计位置，然后将套筒固定在所述预制柱的纵向钢筋上，并向所述套筒中注入灌浆料；

S2.吊装预制梁至两侧的所述预制柱的顶部，调整所述预制梁的标高至设计位置；

S3.立模并浇筑所述预制梁与预制柱的连接节点以及楼层板，形成整体式框架结构，待混凝土强度达到拆模强度后，拆除模板；

S4.重复步骤S1至S3，形成上一层整体式框架结构施工；

S5.将预制的耗能墙板吊装至设计位置，通过预埋连接件固定在所述预制梁上，并将剩下的耗能墙板通过黏滞阻尼器、阻尼器预埋件依次连接至已固定的耗能墙板上；

S6.在预制梁与耗能墙板之间的缝隙内填充水泥砂浆，在相邻的耗能墙板之间的拼接缝中固定盖板。

优选为，步骤S6之后还包括如下步骤：

S7.所述耗能墙板与所述预制柱之间设置预留缝，在所述预留缝中填上弹性填充材料。

本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系，预制梁与预制柱的连接节点处通过现浇混凝土形成结构稳定的整体框架式结构，通过预埋连接件一、预埋连接件二将耗能墙板固定在预制梁上，相邻的两个耗能墙板之间水平设置有黏滞阻尼器，借助黏滞阻尼器提供的阻尼力来实现耗散能量，避免耗能框架墙板体系破坏。因此，本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系具有如下优点：(1)预制梁、预制柱、耗能墙板等构件在工厂预制完成后，只需运至现场拼装，必要连接节点部位进行现场处理即可，极大提高现场施工效率；(2)耗能墙板与预制柱之间的预留缝中设置有填充材料，而且盖板采用长圆孔、悬挂连接件进行卡扣连接，也不阻碍耗能墙板水平震动，因此，耗能墙板在地震作用时可以有一定的震动空间，防止耗能墙板产生刚性破坏；(3)耗能墙板在有地震能量输入时，借助黏滞阻尼器提供的阻尼力来实现耗散能量，达到降低结构的振动响应，避免结构在地震作用时过早破坏，从而具有更好的防震减灾能力。

本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，工序合理、操作方便、便于推广，能够形成结构稳定、减震抗震装效果佳的配整体式耗能框架墙板体系。

附图说明

图1为本发明一实施例中的装配整体式耗能框架墙板体系的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的装配整体式耗能框架墙板体系的爆炸图；

图3为本发明一实施例提供的耗能墙板的爆炸图；

图4为本发明一实施例提供的预埋连接件一的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的预埋连接件二的结构示意图；

图6为图2中的G区域的放大图；

图7为本发明一实施例提供的黏滞阻尼器及阻尼器预埋件的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的盖板及悬挂连接件的连接示意图图。

图中标号如下：

100-预制柱；110-套筒；

200-预制梁；210-预埋连接件一；211-承插板；211a-钢筋连接孔；212-连接板；213-栓钉；214-悬挂耳板；

300-耗能墙板；301-轻钢龙骨；302-钢筋网；303-纤维混凝土板；303a-圆孔；310-预埋连接件二；311-连接件本体；311a-U型腔体；312-圆形钢管；320-悬挂连接件；321-连接杆；322-扩大端头；

400-黏滞阻尼器；401-阻尼器销轴；410-阻尼器预埋件；411-水平板一；412-水平板二；413-竖直板；414-阻尼器耳板；

500-盖板；501-长圆孔；510-上翼缘；520-下翼缘；530-腹板；600-弹性填充材料。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系及施工方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常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。

实施例一

请参阅图1和图2所示，本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系，包括预制柱100、预制梁200、耗能墙板300、黏滞阻尼器400和盖板500。

其中，如图2所示，预制柱100平行间隔且竖向设置，预制梁200横跨在预制柱100上，预制梁200与预制柱100的连接节点处通过现浇混凝土形成整体。优选为，预制柱100的纵向钢筋顶部连接有套筒110，套筒110与预制柱100的纵向钢筋的缝隙中填充灌浆液，套筒110灌浆为常用技术，此处不作赘述。其中，预制梁200和预制柱100为钢筋混凝土制成的预制构件。

如图3所示，耗能墙板300包括轻钢龙骨301、固定设置于轻钢龙骨301中的钢筋网302、固定设置于轻钢龙骨301两侧的纤维混凝土板303，以及位于纤维混凝土板303之间并覆盖轻钢龙骨301、钢筋网302的混凝土。通过设置轻钢龙骨301及钢筋网302可以增强耗能墙板300的力学性能，使其承受较大的作用力。在浇筑耗能墙板300的混凝土时，纤维混凝土板303可以作为侧模板，减少模板搭设、拆除工序，加快耗能墙板300的预制速度。纤维混凝土板303由纤维混凝土制成，市场上常见的纤维混凝土的主要品种有石棉水泥、钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、碳纤维混凝土、植物纤维混凝土和高弹模合成纤维混凝土等，在此不作赘述。

继续参考图2，预制梁200上设置有预埋连接件一210，最顶部耗能墙板300固定在预埋连接件一210上。

作为举例，如图4所示，预埋连接件一210包括承插板211、连接板212、栓钉213和悬挂耳板214，其中，承插板211位于预制梁200内，栓钉213设置在承插板211上，连接板212一侧固定在承插板211的端部，另一侧焊接有耳悬挂耳板214，较佳的实施方式为，连接板212的下表面与预制梁200的下表面平齐。优选为，承插板211的横断面为H型或十字形，进一步，承插板211上设置有供预制梁200的纵向钢筋穿过的钢筋连接孔211a。如此设置的预埋连接件一210，能够与预制梁200形成牢固的整体，且悬挂耳板214能够承受较大作用力，从而悬挂耗能墙板300。

作为举例，结合图3、图4和图5所示，在最顶部的耗能墙板300上与预埋连接件一210相对应位置设置有预埋连接件二310，预埋连接件二310包括连接件本体311和圆形钢管312，连接件本体311设置有与悬挂耳板214相匹配的U型腔体311a，圆形钢管312垂直设置于连接件本体311两侧，且与U型腔体311a连通。预埋连接件一210的悬挂耳板214插入U型腔体311a中，使耳板214上的耳板孔214a位置与圆形钢管312的空心处相对应，并通过穿过圆形钢管312的销轴(图中未示出)固定。进一步，预埋连接件二310与耗能墙板300的轻钢龙骨301焊接，圆形钢管312的端部抵在耗能墙板300的纤维混凝土板303上，纤维混凝土板303在与圆形钢管312连接处设置有圆孔303a，圆形钢管312的轴心与纤维混凝土板303上的圆孔303a的轴心相同。悬挂耳板214与预埋连接件二310的具体连接方式为：悬挂耳板214插入U型腔体311a中，并用销轴穿过圆孔303a、圆形钢管312然后插入悬挂耳板214上的耳孔中。

结合图6和图7所示，相邻的耗能墙板300之间设置有拼接缝，拼接缝两侧的耗能墙板300上设置有成对出现的阻尼器预埋件410，黏滞阻尼器400水平设置且两端分别固定在两侧的阻尼器预埋件410上。如图7所示，阻尼器预埋件410包括水平板一411、水平板二412、竖直板413和阻尼器耳板414，其中竖直板413两端分别与水平板一411、水平板二412固定连接，阻尼器耳板414与水平板二412的另一侧连接，水平板一411、水平板二412、竖直板413预埋在耗能墙板300中，且优选为水平板二412朝向拼接缝的一侧与耗能墙板300的表面平齐。阻尼器耳板414及黏滞阻尼器400的端部设置有相匹配的销孔，黏滞阻尼器400通过阻尼器销轴401与阻尼器预埋件410固定连接。更优选为，水平板一411和水平板二412之间设置有若干加强筋，从而保证阻尼器预埋件410形成结构稳定的整体，更进一步，水平板一411固定在轻钢龙骨301上或钢筋网302上。

黏滞阻尼器400可以吸收耗能墙板300的振动能量，并减少耗能墙板300的水平位移。黏滞阻尼器400工作需要有水平位移空间，优选为，耗能墙板300与预制柱100之间设置有预留缝，预留缝内设置有弹性填充材料600。

如图2所示，相邻的耗能墙板300之间的拼接缝处设置有盖板500，盖板500的上下两端分别固定在拼接缝两侧的耗能墙板300上。优选为，结合图2和图8所示，拼接缝两侧的耗能墙板300上竖直设置有若干悬挂连接件320，悬挂连接件320包括连接杆321和位于连接杆321两端的扩大端头322，其中一个扩大端头322预埋在耗能墙板300中，另一个扩大端头322位于拼接缝中。进一步，盖板500为槽钢，槽钢的上翼缘510、下翼缘520水平设置，腹板530竖直设置且朝向耗能墙板300的外侧(室内方向为内，室外方向为外)，上翼缘510、下翼缘520上分别设置有若干长圆孔501，长圆孔501均设置有一个供扩大端头322滑入的缺口，盖板500通过扩大端头322与长圆孔501卡扣连接。扩大端头322在长圆孔501中可以水平移动，不阻碍耗能墙板300的水平震动，在地震时，可以保证悬挂连接件320不受破坏。

综上所述，本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系，预制梁200与预制柱100的连接节点处通过现浇混凝土形成结构稳定的整体框架式结构，通过预埋连接件一210、预埋连接件二310将耗能墙板300固定在预制梁200上，相邻的两个耗能墙板300之间水平设置有黏滞阻尼器400，借助黏滞阻尼器400提供的阻尼力来实现耗散能量，避免耗能框架墙板体系破坏。因此，本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系具有如下优点：(1)预制梁200、预制柱100、耗能墙板300等构件在工厂预制完成后，只需运至现场拼装，必要连接节点部位进行现场处理即可，极大提高现场施工效率；(2)耗能墙板300与预制柱100之间的预留缝中设置有弹性填充材料600，而且盖板500采用长圆孔501、悬挂连接件320进行卡扣连接，不阻碍耗能墙板300水平震动，因此，耗能墙板300在地震作用时可以有一定的震动空间，防止耗能墙板300产生刚性破坏；(3)耗能墙板300在有地震能量输入时，借助黏滞阻尼器400提供的阻尼力来实现耗散能量，达到降低结构的振动响应，避免结构在地震作用时过早破坏，从而具有更好的防震减灾能力。

实施例二

本发明还提供了一种实施例一中的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，包括如下步骤：

S1.吊装预制柱100至设计位置，然后将套筒110固定在预制柱100的纵向钢筋上，并向套筒110中注入灌浆料。预制柱100竖直设置，纵向钢筋上设置套筒110，方便与上层预制柱100的纵向钢筋对接。用套筒110连接预制构件的纵向钢筋为现有技术，此处不作赘述。

S2.吊装预制梁200至两侧的预制柱100的顶部，调整预制梁200的标高至设计位置。

S3.立模并浇筑预制梁200与预制柱100的连接节点以及楼层板，形成整体式框架结构，待混凝土强度达到拆模强度后，拆除模板。

S4.重复步骤S1至S3，形成上一层整体式框架结构施工。在施工中，形成上一层整体式框架结构后，可以进行耗能墙板300的吊装工作，当然，也可以通过多次重复步骤S1至S3，形成多层整体式框架结构后，再进行耗能墙板300的吊装工作。

S5.将预制的耗能墙板300吊装至设计位置，通过预埋连接件固定在预制梁200上，并将其它耗能墙板300通过黏滞阻尼器400和盖板500依次连接至已固定的耗能墙板300上。

S6.在预制梁200与耗能墙板300之间的缝隙内填充水泥砂浆，在相邻的耗能墙板300之间的拼接缝中固定盖板500。

优选为，步骤S6之后还包括如下步骤：

S7.耗能墙板300与预制柱100之间设置预留缝，在预留缝中填上弹性填充材料600。

本发明提供的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，工序合理、操作方便、便于推广，能够形成结构稳定、减震抗震装效果佳的配整体式耗能框架墙板体系。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，包括：

至少两个平行间隔且竖向设置的预制柱；

预制梁，横跨在所述预制柱上，所述预制梁与预制柱的连接节点处通过现浇混凝土形成整体；

至少两个上下依次拼接的耗能墙板，最顶部的所述耗能墙板固定在所述预制梁上，相邻两个所述耗能墙板之间设置有拼接缝，所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上设置有成对出现的阻尼器预埋件；

黏滞阻尼器，水平设置，两端分别固定在所述阻尼器预埋件上；以及，

盖板，覆盖所述拼接缝，上下两端分别固定在所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上；

其中，所述拼接缝两侧的所述耗能墙板上竖直设置有若干悬挂连接件，所述悬挂连接件包括连接杆和位于所述连接杆两端的扩大端头，其中一个所述扩大端头预埋在所述耗能墙板中，另一个所述扩大端头位于所述拼接缝中；所述盖板为槽钢，槽钢的上翼缘、下翼缘分别设置有若干长圆孔，所述盖板通过所述扩大端头与所述长圆孔卡扣连接。

2.如权利要求1所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，所述耗能墙板包括轻钢龙骨、固定设置于所述轻钢龙骨中的钢筋网、固定设置于所述轻钢龙骨两侧的纤维混凝土板，以及位于所述纤维混凝土板之间并覆盖所述轻钢龙骨、钢筋网的混凝土。

3.如权利要求1所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，

所述预制梁下侧设置有预埋连接件一，最顶部的耗能墙板通过所述预埋连接件一固定在所述预制梁上；

所述预埋连接件一包括位于所述预制梁内的承插板、固定设置于所述承插板一端的连接板、设置于所述承插板上的栓钉，以及设置于所述连接板另一端的悬挂耳板，所述连接板的下表面与所述预制梁的下表面平齐。

4.如权利要求3所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，所述承插板为H型或十字型，并设置有供所述预制梁的纵向钢筋穿过的钢筋连接孔。

5.如权利要求3或4所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，

最顶部的所述耗能墙板上设置有与所述预埋连接件一相对应的预埋连接件二，所述预埋连接件二包括连接件本体和圆形钢管，所述连接件本体设置有与所述悬挂耳板相匹配的U型腔体，所述圆形钢管垂直设置于所述连接件本体两侧，且与所述U型腔体连通；所述悬挂耳板通过耳板销轴固定在所述U型腔体内。

6.如权利要求1所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，所述阻尼器耳板通过预埋连接件二固定在所述耗能墙板上；所述预埋连接件二包括水平一、水平二，以及两端分别与所述水平一、水平二固定连接的竖直板；所述水平一预埋于所述耗能墙板中，所述水平二朝向拼接缝的表面与所述耗能墙板的表面平齐，所述阻尼器耳板固定在所述水平二上。

7.如权利要求1所述的装配整体式耗能框架墙板体系，其特征在于，所述耗能墙板与所述预制柱之间设置有预留缝，所述预留缝内设置有弹性填充材料。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.吊装预制柱至设计位置，然后将套筒固定在所述预制柱的纵向钢筋上，并向所述套筒中注入灌浆料；

S2.吊装预制梁至两侧的所述预制柱的顶部，调整所述预制梁的标高至设计位置；

S3.立模并浇筑所述预制梁与预制柱的连接节点以及楼层板，形成整体式框架结构，待混凝土强度达到拆模强度后，拆除模板；

S4.重复步骤S1至S3，形成上一层整体式框架结构施工；

S5.将预制的耗能墙板吊装至设计位置，通过预埋连接件固定在所述预制梁上，并将剩下的耗能墙板通过黏滞阻尼器、阻尼器预埋件依次连接至已固定的耗能墙板上；

S6.在预制梁与耗能墙板之间的缝隙内填充水泥砂浆，在相邻的耗能墙板之间的拼接缝中固定盖板。

9.一种如权利要求8所述的装配整体式耗能框架墙板体系的施工方法，其特征在于，步骤S6之后还包括如下步骤：

S7.所述耗能墙板与所述预制柱之间设置预留缝，在所述预留缝中填上弹性填充材料。

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