CN110593455B - 一种rc框架结构的减震填充墙及其制造方法 - Google Patents

一种rc框架结构的减震填充墙及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种RC框架结构的减震填充墙及其制造方法，该结构包括框架柱和框架梁围成的空间内砌筑的砌体结构，砌体结构的框架柱内侧安装有柱内侧钢板，两个柱内侧钢板间焊接有若干横向钢筋，位于底部的框架梁上依次砌筑有底层墙体、第一层H形滑轨、中层墙体、第二层H形滑轨和顶层墙体，在底层墙体、中层墙体和顶层墙体与柱内侧钢板接触的地方的前后分别安装平面外保护钢板。解决了现有砌体填充墙在往复荷载作用下脆性破坏，自身倒塌且会导致应力重分布，造成框架结构发生脆性破坏的问题，提供一种新型RC框架结构的减震填充墙，实现填充墙以及RC框架的延性破坏形式，以防止填充墙的倒塌以及由于填充墙破坏导致的RC框架主体脆性破坏。

Description

一种RC框架结构的减震填充墙及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种RC框架结构的减震填充墙，属于建筑材料技术领域。
背景技术
近二十年来，我国建筑行业迅猛发展，大幅拉动了国内经济。但是，汶川地震以后，大量震害分析表明应用最为广泛的填充墙钢筋混凝土结构，其抗震性能存在着诸多问题，比如由于梁柱钢筋配筋率设计不合理导致的强梁弱柱现象，填充墙对钢筋混凝土约束作用而导致的混凝土框架脆性破坏乃至倒塌，填充墙开洞后对柱子约束不均匀导致的短柱效应柱子在窗沿位置破坏，填充墙倒塌造成的人员伤亡，等等。
在近年来的几次地震中体现出的各种设计问题中，由于填充墙作为非结构构件，不会进行专门的设计，实际上，填充墙本身的脆性会导致结构抗震过程中应力的重分布，对于结构的受力机制影响是很大的，所以填充墙导致的震害问题已经引起了国内工程界和学术界的重视。因此，设计一种延性较好，对框架结构受力机制影响较小且不易倒塌的填充墙形式，对于提升钢筋混凝土框架结构在大震或中震中的抗震性能具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的是要解决现有砌体填充墙在往复荷载作用下脆性破坏，自身倒塌且会导致应力重分布，造成框架结构发生脆性破坏的问题，因此提供一种新型RC框架结构的减震填充墙，地震作用下填充墙的内部位移集中于减震填充墙的滑轨层中，实现填充墙以及RC框架的延性破坏形式，以防止填充墙的倒塌以及由于填充墙破坏导致的RC框架主体脆性破坏。
本发明提出一种RC框架结构的减震填充墙包括框架柱和框架梁围成的空间内砌筑的砌体结构，所述砌体结构包括若干横向钢筋、柱内侧钢板、底层墙体、第一层H形滑轨、中层墙体、第二层H形滑轨、顶层墙体和若干平面外保护钢板；所述框架柱内侧安装有柱内侧钢板，两个所述柱内侧钢板间焊接有若干横向钢筋，位于底部的所述框架梁上依次砌筑有底层墙体、第一层H形滑轨、中层墙体、第二层H形滑轨和顶层墙体，所述顶层墙体与位于顶部的框架梁接触，在底层墙体、中层墙体和顶层墙体与柱内侧钢板接触的地方的前后分别安装平面外保护钢板。
所述第一层H形滑轨和第二层H形滑轨的结构均包括腹板和两个翼缘，两个所述翼缘位于腹板的两侧，且与腹板垂直。
所述第一层H形滑轨和第二层H形滑轨的滑轨内侧宽度w均为(b+1)cm，其中b为墙体厚度，滑轨钢板厚度为2-4mm。
所述横向钢筋的直径为8-12mm。
所述柱内侧钢板的厚度为8-12mm，柱内侧钢板长度为(H-60)mm，其中H为墙体高度。
两个所述柱内侧钢板3间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
一种的RC框架结构的减震填充墙的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：制作柱内侧钢板，然后再柱内侧钢板焊接若干横向钢筋；
步骤2：将柱内侧钢板放入柱模具内边缘，将焊接钢筋弯起搭接在框架柱的外侧纵筋上，然后浇筑钢筋混凝土框架；
步骤3：框架养护完毕后，拆除模具，在柱内侧钢板上焊接平面外保护钢板；
步骤4：砌筑底层墙体，再将第一层H形钢滑轨置于底层墙体之上，之后砌筑中层墙体，再将第二层H形钢滑轨置于中层墙体之上，最后砌筑顶层墙体。
优选地，所述横向钢筋与框架柱纵筋的材料和直径相同。
优选地，两个所述柱内侧钢板间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
本发明所述的RC框架结构的减震填充墙的有益效果为：
1、本发明所述的新型RC框架结构的减震填充墙，在填充墙的内部位移集中于减震填充墙的H型滑轨层中，实现填充墙以及RC框架的延性破坏形式，以防止填充墙的倒塌以及由于填充墙破坏导致的RC框架主体脆性破坏，本发明所述的新型RC框架结构的减震填充墙在往复荷载作用下的极限位移以及结构延性，均优于普通填充墙RC框架结构，说明本发明成功解决了填充墙本身脆性造成的潜在的抗震风险；
2、本发明所述的新型RC框架结构的减震填充墙的极限承载力略低于普通填充墙RC框架结构，这是因为将墙体分层导致填充墙的一体性被破坏，其承载能力下降，但由于《建筑抗震设计规范》GB50011-2010以及《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中并不考虑填充墙对于承载力的影响，故新型RC框架结构的减震填充墙的承载力高于空框架的承载力，满足设计要求；
3、对本发明所述的新型RC框架结构的减震填充墙进行了两组一品框架平面内往复加载试验，试验结果表明，新型RC框架结构的减震填充墙的一品框架平面内极限位移比普通填充墙RC框架结构高出约27.3％，而平面内承载力低于普通填充墙RC框架8.2％。
附图说明
图1为一榀本发明所述的RC框架的减震填充墙和一榀普通填充墙RC框架在拟静力往复荷载下的力-位移滞回曲线；
图2为一榀本发明所述的RC框架的减震填充墙正视图，其中灰色部分为钢材；
图3的虚线框内为第一层H形滑轨的正视图；
图4为第一层H形滑轨的截面图，其中w为滑轨内侧宽度，数值取b+1cm，b为墙体厚度，d为滑轨钢板厚度，一般取2-4mm；
图5为第一层H形滑轨的立体结构示意图；
图6为的虚线框内柱内侧钢板及焊接钢筋示意图；
图7为柱内侧钢板及焊接钢筋的截面图；
图8为柱内侧钢板及焊接钢筋的俯视图；
其中，横向钢筋直径取8-12mm，D为柱内侧钢板宽度，取值和框架柱边长相同，L为焊接钢筋恰好搭接在柱子外侧纵筋上时的焊接钢筋的长度，柱内侧钢板厚度取8-12mm，柱内侧钢板长度为(H-60)mm，其中H为墙体高度；
附图标记：1-框架柱；2-框架梁；3-柱内侧钢板；4-底层墙体；5-第一层H形滑轨；6-中层墙体；7-第二层H形滑轨；8-顶层墙体；9-平面外保护钢板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-图8说明本实施方式。本实施方式所述的RC框架结构的减震填充墙包括包括框架柱1和框架梁2围成的空间内砌筑的砌体结构，所述砌体结构包括若干横向钢筋、柱内侧钢板3、底层墙体4、第一层H形滑轨5、中层墙体6、第二层H形滑轨7、顶层墙体8和若干平面外保护钢板9；所述框架柱1内侧安装有柱内侧钢板3，两个所述柱内侧钢板3间焊接有若干横向钢筋，位于底部的所述框架梁2上依次砌筑有底层墙体4、第一层H形滑轨5、中层墙体6、第二层H形滑轨7和顶层墙体8，所述顶层墙体8与位于顶部的框架梁2接触，在底层墙体4、中层墙体6和顶层墙体8与柱内侧钢板3接触的地方的前后分别安装平面外保护钢板9。
所述第一层H形滑轨5和第二层H形滑轨7的结构均包括腹板和两个翼缘，两个所述翼缘位于腹板的两侧，且与腹板垂直，用于防止平面外位移。
所述第一层H形滑轨5和第二层H形滑轨7的滑轨内侧宽度w均为(b+1)cm，其中b为墙体厚度，滑轨钢板厚度为2-4mm。
所述横向钢筋的直径为8-12mm。
所述柱内侧钢板3的厚度为8-12mm，柱内侧钢板长度为(H-60)mm，其中H为墙体高度。
两个所述柱内侧钢板3间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
本发明所述的RC框架结构的减震填充墙的具体制备过程如下：
步骤1：制作柱内侧钢板3，其将柱内侧钢板3焊接上和框架柱1纵筋相同材料和直径的横向钢筋，共6条；
步骤2：将柱内侧钢板3放入柱模具内边缘，将焊接钢筋弯起搭接在框架柱1的外侧纵筋上，然后浇筑钢筋混凝土框架；
步骤3：框架养护完毕后，拆除模具，在柱内侧钢板3上焊接平面外保护钢板9；
步骤4：砌筑底层墙体4，再将第一层H形钢滑轨5置于底层墙体4之上，之后砌筑中层墙体6，再将第二层H形钢滑轨7置于中层墙体6之上，最后砌筑顶层墙体8。
两个所述柱内侧钢板3间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种RC框架结构的减震填充墙，包括框架柱(1)和框架梁(2)围成的空间内砌筑的砌体结构，其特征在于，所述砌体结构包括若干横向钢筋、两个柱内侧钢板(3)、底层墙体(4)、第一层H形滑轨(5)、中层墙体(6)、第二层H形滑轨(7)、顶层墙体(8)和若干平面外保护钢板(9)；
两个所述框架柱(1)内侧均安装有柱内侧钢板(3)，两个所述柱内侧钢板(3)间焊接有若干横向钢筋，位于底部的所述框架梁(2)上依次砌筑有底层墙体(4)、第一层H形滑轨(5)、中层墙体(6)、第二层H形滑轨(7)和顶层墙体(8)，所述顶层墙体(8)与位于顶部的框架梁(2)接触，在底层墙体(4)、中层墙体(6)和顶层墙体(8)与柱内侧钢板(3)接触的地方的前后分别安装平面外保护钢板(9)；
所述第一层H形滑轨(5)和第二层H形滑轨(7)的结构均包括腹板和两个翼缘，两个所述翼缘位于腹板的两侧，且与腹板垂直；
所述第一层H形滑轨(5)和第二层H形滑轨(7)的滑轨内侧宽度w均为(b+1)cm，其中b为墙体厚度，滑轨钢板厚度为2-4mm；
所述柱内侧钢板(3)的厚度为8-12mm，柱内侧钢板长度为(H-60)mm，其中H为墙体高度。
2.根据权利要求1所述的RC框架结构的减震填充墙，其特征在于，所述横向钢筋的直径为8-12mm。
3.根据权利要求1所述的RC框架结构的减震填充墙，其特征在于，两个所述柱内侧钢板（3）间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的RC框架结构的减震填充墙的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：制作柱内侧钢板(3)，然后再柱内侧钢板(3)焊接若干横向钢筋；
步骤2：将柱内侧钢板(3)放入柱模具内边缘，将焊接钢筋弯起搭接在框架柱(1)的外侧纵筋上，然后浇筑钢筋混凝土框架；
步骤3：框架养护完毕后，拆除模具，在柱内侧钢板(3)上焊接平面外保护钢板(9)；
步骤4：砌筑底层墙体(4)，再将第一层H形滑轨(5)置于底层墙体(4)之上，之后砌筑中层墙体(6)，再将第二层H形滑轨(7)置于中层墙体(6)之上，最后砌筑顶层墙体(8)。
5.根据权利要求4所述的RC框架结构的减震填充墙的制造方法，其特征在于，所述横向钢筋与框架柱(1)纵筋的材料和直径相同。
6.根据权利要求4所述的RC框架结构的减震填充墙的制造方法，其特征在于，两个所述柱内侧钢板(3)间共焊接6条横向钢筋，每排焊接两根，共焊接三排，每排横向钢筋的位置取墙体高度的四等分点。
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