CN109024993A - 一种装配式混凝土框架填充墙结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，包括混凝土框架和预制填充墙板，混凝土框架成矩形设置，包括框架柱、上部框架梁和下部框架梁，下部框架梁的顶部焊接连接有角钢连接件，框架柱的内侧间隔预埋有盒子连接件，盒子连接件包括长方体壳体和连接螺杆。预制填充墙板内的主横向构造钢筋的两端伸出预制填充墙板的两侧，主横向构造钢筋的两端均与直螺纹套筒的一端连接，直螺纹套筒的另一端均与连接螺杆连接，进而将预制填充墙板连接在框架柱之间；预制填充墙板的底部预埋有螺栓，螺栓的一端穿过角钢连接件，进而将预制填充墙板的底部与下部框架梁连接。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种填充墙结构体系及其施工方法。
背景技术
当前，框架填充墙结构体系是一种常用的结构体系，由于在设计及施工过程中对填充墙的忽视，导致填充墙在地震过程中破坏十分严重。
从设计角度讲，对于框架填充墙结构体系，填充墙通常被作为线荷载直接作用在主体结构上，没有考虑填充墙对于主体结构的影响，与结构真实情况受力不符，因此填充墙震害比较严重。
从施工角度讲，当前填充墙大多采用砌体结构，采用小型混凝土砌块或多孔砖等，施工过程比较繁琐，而且施工质量不易保证。
从结构受力角度讲，砌体结构中，由于砌块和砂浆的强度都不高，导致界面粘结强度也比较低，这样在地震过程中，砌块和砂浆粘结面容易发生滑移破坏，从而导致墙体的破坏。此外，砌体填充墙与主体框架之间采用许多拉结钢筋进行连接，该方法为刚性连接，在地震过程中，填充墙与框架之间不能协同变形，没有相对位移和转角，因此在地震中，填充墙往往破坏严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式混凝土框架填充墙结构体系及其施工方法，以解决现有技术中填充墙作为线荷载直接作用于主体结构上，受力不合理；填充墙采用砌块，砌块和砂浆之间的界面容易发生滑移破坏；填充墙与主体框架之间采用拉结筋连接，填充墙主体框架之间不能协同变形，填充墙破坏严重的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：包括混凝土框架和填充在混凝土框架中的预制填充墙板，所述混凝土框架成矩形设置，包括框架柱、上部框架梁和下部框架梁，所述下部框架梁的顶部焊接连接有角钢连接件，框架柱的内侧间隔预埋有盒子连接件，所述盒子连接件包括长方体壳体和连接螺杆，所述长方体壳体的一个侧面开设有竖向长孔，所述连接螺杆的一端设有卡在长方体壳体中的挡板，连接螺杆的另一端伸出竖向长孔；
所述预制填充墙板与框架柱之间、预制填充墙板与上部框架梁之间均留有间距，所述预制填充墙板内配置有主横向构造钢筋，主横向构造钢筋的两端伸出预制填充墙板的两侧，主横向构造钢筋的两端均与直螺纹套筒的一端连接，所述直螺纹套筒的另一端均与连接螺杆连接，进而将预制填充墙板连接在框架柱之间；所述预制填充墙板的底部预埋有螺栓，并且螺栓的一端伸出预制填充墙板的表面，所述螺栓穿过角钢连接件，进而将预制填充墙板的底部与下部框架梁连接。
优选地，所述预制填充墙板还配置有次横向构造钢筋和竖向构造钢筋，所述次横向构造钢筋与主横向构造钢筋交错设置。
优选地，所述主横向构造钢筋的直径为14mm，次横向构造钢筋和竖向构造钢筋的直径均为8mm。
优选地，所述预制填充墙板包括保温层、以及设置在保温层两侧的第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层。
优选地，所述第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层为泡沫混凝土层或植物纤维混凝土层。
优选地，预制填充墙板与上部框架梁之间的间距大于20mm。
优选地，所述角钢连接件包括相互呈直角的横板和竖板，所述竖板上开设有供螺栓通过的水平向长孔。
优选地，所述预制填充墙板与框架柱之间、预制填充墙板与上部框架梁之间的间隙内均设有阻燃柔性填充材料，所述阻燃柔性填充材料的外表面满涂有防水抗裂砂浆。
另外，本发明还提供上述装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在保温层的两侧布置主横向构造钢筋、次横向构造钢筋和竖向构造钢筋，然后放入模板中，浇筑轻质混凝土，形成预制填充墙板；
步骤二、将直螺纹套筒拧入主横向构造钢筋的两端；
步骤三、在框架柱中预埋盒子连接件，并且盒子连接件中开设有竖向长孔的一面与框架柱的内表面平齐；
步骤四、将预制填充墙板吊装至上部框架梁和下部框架梁之间，通过螺栓将预制填充墙板的底部与角钢连接件连接，进而将预制填充墙板的底部与下部框架梁连接；
步骤五、将直螺纹套筒拧出，直螺纹套筒的一端与连接螺杆连接，另一端与主横向构造钢筋连接，进而将预制填充墙板的两侧与框架柱连接；
步骤六、预制填充墙板与框架柱之间、预制填充墙板与上部框架梁之间的间隙内均填充阻燃柔性填充材料；
步骤七、在阻燃柔性填充材料的外表面满涂防水抗裂砂浆，完成装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工。
优选地，在所述阻燃柔性填充材料与混凝土框架之间、阻燃柔性填充材料与预制填充墙板之间均设置密封材料。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
（1）本发明的装配式混凝土框架填充墙结构体系中预制填充墙板与框架柱之间留有间距，预制填充墙板通过主横向构造钢筋与预埋在框架柱中的盒子连接件连接，发生地震时，框架柱产生位移过程中，不会对次横向构造钢筋和竖向构造钢筋产生力的作用，就会避免墙板开裂甚至破坏。
（2）本发明的装配式混凝土框架填充墙结构体系中预制填充墙板的底部通过螺栓与焊接在下部框架梁顶部的角钢连接件连接，角钢连接件开有水平向长孔，保证墙板在地震作用下和框架协同变形，避免墙板早期开裂，同时便于墙板的安装就位。
（3）本发明的预制填充墙板中配置有主横向构造钢筋、次横向构造钢筋和竖向构造钢筋，次横向构造钢筋与主横向构造钢筋交错设置，一方面可以符合预制填充墙板的受力情况，满足构造要求。另一方面主横向构造钢筋的端部伸出预制填充墙板的两侧，通过直螺纹套筒与预埋在框架柱内的盒子连接件连接，进而保证墙板平面外的稳定性
（4）本发明的装配式混凝土框架填充墙结构体系中的填充墙采用预制填充墙板，整体性能好。采用装配化施工，与砌体结构填充墙相比，安装方便，施工快捷，大大提高了施工效率，缩减了施工周期，降低了施工成本。
附图说明
图1为装配式混凝土框架填充墙结构体系的结构示意图1。
图2为预制填充墙板的结构示意图1。
图3为预制填充墙板的结构示意图2。
图4为盒子连接件的结构示意图。
图5为角钢连接件的结构示意图。
图6为装配式混凝土框架填充墙结构体系的结构示意图2。
图7为图6的c-c剖面示意图。
附图标记：1-预制填充墙板、101-保温层、102-第一轻质混凝土层、103-第二轻质混凝土层、11-框架柱、12-上部框架梁、13-下部框架梁、2-角钢连接件、21-横板、22-竖板、23-水平向长孔、3-盒子连接件、31-长方体壳体、32-连接螺杆、33-竖向长孔、34-挡板、4-主横向构造钢筋、5-直螺纹套筒、6-螺栓、7-次横向构造钢筋、8-竖向构造钢筋、9-阻燃柔性填充材料、10-防水抗裂砂浆。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
如图1～7为一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，包括混凝土框架和填充在混凝土框架中的预制填充墙板（1），混凝土框架成矩形设置，包括框架柱（11）、上部框架梁（12）和下部框架梁（13），下部框架梁（13）的顶部焊接连接有角钢连接件（2），角钢连接件（2）包括相互呈直角的横板（21）和竖板（22），竖板（22）上开设有供螺栓（6）通过的水平向长孔（23），保证墙板在地震作用下和框架协同变形，避免墙板早期开裂，同时便于墙板的安装就位。
框架柱（11）的内侧间隔预埋有盒子连接件（3），盒子连接件（3）包括长方体壳体（31）和连接螺杆（32），长方体壳体（31）的一个侧面开设有竖向长孔（33），连接螺杆（32）的一端设有卡在长方体壳体（31）中的挡板（34），连接螺杆（32）的另一端伸出竖向长孔（33）。盒子连接件（3）的作用是发生地震时，框架柱产生位移过程中，在保证墙板平面外稳定性的同时，又不会对墙板产生力的作用，就会避免墙板开裂甚至破坏。
预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间均留有间距，预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间的间距（a）需要满足框架最大弹塑性层间位移，预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间距（b）大于20mm。预制填充墙板（1）内配置有主横向构造钢筋（4）、次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），次横向构造钢筋（7）与主横向构造钢筋（4）交错设置。主横向构造钢筋（4）的直径为14mm，次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8）的直径均为8mm。主横向构造钢筋（4）的两端伸出预制填充墙板（1）的两侧，主横向构造钢筋（4）的两端套有丝扣，主横向构造钢筋（4）的两端均与直螺纹套筒（5）的一端连接，直螺纹套筒（5）的另一端均与连接螺杆（32）连接，进而将预制填充墙板（1）连接在框架柱（11）之间。次横向构造钢筋与主横向构造钢筋交错设置，一方面可以符合预制填充墙板的受力情况，满足构造要求。另一方面主横向构造钢筋的端部伸出预制填充墙板的两侧，通过直螺纹套筒与预埋在框架柱内的盒子连接件连接，发生地震时，框架柱产生位移过程中，在保证墙板平面外稳定性的同时，又不会对墙板产生力的作用，就会避免墙板开裂甚至破坏。
预制填充墙板（1）的底部预埋有螺栓（6），并且螺栓（6）的一端伸出预制填充墙板（1）的表面，螺栓（6）穿过角钢连接件（2），进而将预制填充墙板（1）的底部与下部框架梁（13）连接。
预制填充墙板（1）包括保温层（101）、以及设置在保温层（101）两侧的第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）。第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）为泡沫混凝土层或植物纤维混凝土层。
预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间隙内均设有阻燃柔性填充材料（9），阻燃柔性填充材料（9）为聚苯板或挤塑板。阻燃柔性填充材料（9）与混凝土框架之间、阻燃柔性填充材料（9）与预制填充墙板（1）之间均设有密封材料，密封材料为密封胶。阻燃柔性填充材料（9）的外表面满涂有防水抗裂砂浆（10）。
预制填充墙板（1）可以完全嵌入混凝土框架中，第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）的表面不超出混凝土框架。此时第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）内均配置有主横向构造钢筋（4）、次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），预制填充墙板（1）通过主横向构造钢筋（4）与框架柱（11）连接。预制填充墙板（1）也可以以半嵌入形式与混凝土框架连接，预制填充墙板（1）的第二轻质混凝土层（103）超出混凝土框架。此时仅在第一轻质混凝土层（102）内配置主横向构造钢筋（4）、次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），预制填充墙板（1）通过主横向构造钢筋（4）与框架柱（11）连接。
上述装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工方法包括以下步骤：
步骤一、在保温层（101）的两侧布置主横向构造钢筋（4）、次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），然后放入模板中，浇筑轻质混凝土，形成预制填充墙板（1）；
步骤二、将直螺纹套筒（5）拧入主横向构造钢筋（4）的两端；
步骤三、制作混凝土框架时，在框架柱（11）中预埋盒子连接件（3），并且盒子连接件（3）中开设有竖向长孔（33）的一面与框架柱（11）的内表面平齐；
步骤四、将预制填充墙板（1）吊装至上部框架梁（12）和下部框架梁（13）之间，通过螺栓（6）将预制填充墙板（1）的底部与角钢连接件（2）连接，进而将预制填充墙板（1）的底部与下部框架梁（13）连接；
步骤五、将直螺纹套筒（5）拧出，直螺纹套筒（5）的一端与连接螺杆（32）连接，另一端与主横向构造钢筋（4）连接，进而将预制填充墙板（1）的两侧与框架柱（11）连接；
步骤六、预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间隙内均填充阻燃柔性填充材料（9），在阻燃柔性填充材料（9）与混凝土框架之间、阻燃柔性填充材料（9）与预制填充墙板（1）之间均设置密封材料；
步骤七、在阻燃柔性填充材料（9）的外表面满涂防水抗裂砂浆（10），完成装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：包括混凝土框架和填充在混凝土框架中的预制填充墙板（1），所述混凝土框架成矩形设置，包括框架柱（11）、上部框架梁（12）和下部框架梁（13），所述下部框架梁（13）的顶部焊接连接有角钢连接件（2），框架柱（11）的内侧间隔预埋有盒子连接件（3），所述盒子连接件（3）包括长方体壳体（31）和连接螺杆（32），所述长方体壳体（31）的一个侧面开设有竖向长孔（33），所述连接螺杆（32）的一端设有卡在长方体壳体（31）中的挡板（34），连接螺杆（32）的另一端伸出竖向长孔（33）；
所述预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间均留有间距，所述预制填充墙板（1）内配置有主横向构造钢筋（4），主横向构造钢筋（4）的两端伸出预制填充墙板（1）的两侧，主横向构造钢筋（4）的两端均与直螺纹套筒（5）的一端连接，所述直螺纹套筒（5）的另一端均与连接螺杆（32）连接，进而将预制填充墙板（1）连接在框架柱（11）之间；所述预制填充墙板（1）的底部预埋有螺栓（6），并且螺栓（6）的一端伸出预制填充墙板（1）的表面，所述螺栓（6）穿过角钢连接件（2），进而将预制填充墙板（1）的底部与下部框架梁（13）连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述预制填充墙板（1）还配置有次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），所述次横向构造钢筋（7）与主横向构造钢筋（4）交错设置。
3.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述主横向构造钢筋（4）的直径为14mm，次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8）的直径均为8mm。
4.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述预制填充墙板（1）包括保温层（101）、以及设置在保温层（101）两侧的第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）。
5.根据权利要求4所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述第一轻质混凝土层（102）和第二轻质混凝土层（103）为泡沫混凝土层或植物纤维混凝土层。
6.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间距（b）大于20mm。
7.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述角钢连接件（2）包括相互呈直角的横板（21）和竖板（22），所述竖板（22）上开设有供螺栓（6）通过的水平向长孔（23）。
8.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系，其特征在于：所述预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间隙内均设有阻燃柔性填充材料（9），所述阻燃柔性填充材料（9）的外表面满涂有防水抗裂砂浆（10）。
9.根据权利要求1～8所述的任意一项所述的装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在保温层（101）的两侧布置主横向构造钢筋（4）、次横向构造钢筋（7）和竖向构造钢筋（8），然后放入模板中，浇筑轻质混凝土，形成预制填充墙板（1）；
步骤二、将直螺纹套筒（5）拧入主横向构造钢筋（4）的两端；
步骤三、在框架柱（11）中预埋盒子连接件（3），并且盒子连接件（3）中开设有竖向长孔（33）的一面与框架柱（11）的内表面平齐；
步骤四、将预制填充墙板（1）吊装至上部框架梁（12）和下部框架梁（13）之间，通过螺栓（6）将预制填充墙板（1）的底部与角钢连接件（2）连接，进而将预制填充墙板（1）的底部与下部框架梁（13）连接；
步骤五、将直螺纹套筒（5）拧出，直螺纹套筒（5）的一端与连接螺杆（32）连接，另一端与主横向构造钢筋（4）连接，进而将预制填充墙板（1）的两侧与框架柱（11）连接；
步骤六、预制填充墙板（1）与框架柱（11）之间、预制填充墙板（1）与上部框架梁（12）之间的间隙内均填充阻燃柔性填充材料（9）；
步骤七、在阻燃柔性填充材料（9）的外表面满涂防水抗裂砂浆（10），完成装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工。
10.根据权利要求9所述的一种装配式混凝土框架填充墙结构体系的施工方法，其特征在于：在所述阻燃柔性填充材料（9）与混凝土框架之间、阻燃柔性填充材料（9）与预制填充墙板（1）之间均设置密封材料。
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