CN110700445A - 一种带强水平连接节点的装配式剪力墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带强水平连接节点的装配式剪力墙，包括带墙墩顶梁模块、带墙墩底梁模块和设置在带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块之间的预制墙板模块，还包括分别设置在预制墙板模块的上下两侧、带墙墩顶梁模块靠近预制墙板模块的一侧以及带墙墩底梁模块靠近预制墙板模块的一侧的四个连接件，各个所述连接件包括U型连接板连接件和I型连接板连接件，相邻的U型连接板连接件与I型连接板连接件连接；此带强水平连接节点的装配式剪力墙通过各构造参数的优化设计，可以使极限塑性损伤区域由原先的梁‑墙‑楼板的连接节点转移至墙板上的钢连接件处，避免装配式剪力墙在节点处过早破坏退出工作，显著提高装配式剪力墙抗震安全冗余度。

Description

一种带强水平连接节点的装配式剪力墙
技术领域
本发明涉及土木工程结构领域，特别涉及一种带强水平连接节点的装配式剪力墙。
背景技术
装配式混凝土结构是指由预制混凝土构件通过可靠的方式装配而成的混凝土结构。装配式混凝土结构的主要受力构件和部件采用工业化方式生产，并通过现场装配连接而形成结构主体。装配式混凝土剪力墙结构和框架结构是我国主要的装配式混凝土结构形式。剪力墙是理想的抗侧力构件，目前我国高层住宅普遍采用剪力墙结构。预制剪力墙构件之间的连接方式是保证结构整体抗震性能的关键所在，如何构建受力性能良好，施工便捷的新型连接构造，是装配式剪力墙结构的技术难点。
目前，绝大多数预制构件通过套筒灌浆连接工艺组装而成。然而，构件钢筋数量多，施工对位困难，且接缝灌浆质量缺乏有效的检测方法来保证其达到设计要求，使得连接节点处易成为结构抗震的薄弱环节，而剪力墙作为结构第一道抗震防线，其连接节点处是潜在的塑性损伤区域。此外，节点处的钢筋碰撞问题增加了施工难度。采用传统的接缝方法，在巨震作用下，连接节点处易过早损伤破坏，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种带强水平连接节点的装配式剪力墙，能够解决现有装配式剪力墙施工湿作业繁琐且质量无法保证而造成连接节点易过早破坏的技术问题。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种带强水平连接节点的装配式剪力墙，包括带墙墩顶梁模块、带墙墩底梁模块和设置在带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块之间的预制墙板模块，还包括分别设置在预制墙板模块的上下两侧、带墙墩顶梁模块靠近预制墙板模块的一侧以及带墙墩底梁模块靠近预制墙板模块的一侧的四个连接件，各个所述连接件包括U型连接板连接件和I型连接板连接件，相邻的U型连接板连接件与I型连接板连接件连接。
有益效果：此带强水平连接节点的装配式剪力墙通过各构造参数的优化设计，可以使极限塑性损伤区域由原先的梁-墙-楼板的连接节点转移至墙板上的钢连接件处，避免装配式剪力墙在节点处过早破坏退出工作，显著提高装配式剪力墙抗震安全冗余度。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，I型连接板连接件包括端板以及设置在端板下方的第一预埋部分，第一预埋部分埋设在预制墙板模块的下侧或带墙墩顶梁模块靠近预制墙板模块的一侧，还包括设置在端板上方的第一连接部分，第一连接部分包括连接板，设置该形状的连接件强度更高。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，U型连接板连接件包括端板以及设置在端板下方的第二预埋部分，第二预埋部分埋设在预制墙板模块的上侧或带墙墩底梁模块靠近预制墙板模块的一侧，还包括设置在端板上方的第二连接部分，第二连接部分包括两间隔设置的连接板，两连接板之间的间隔等于I型连接板连接件的连接板本身的厚度，通过与I型连接件配套设置能使连接更方便。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，第一预埋部分与第二预埋部分相同，节约成本。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，第一预埋部分包括内嵌板以及设置在内嵌板两侧的凸状结构，各所述内嵌板分别嵌入至带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块的梁内，该设置有助于提高内嵌板嵌入带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块的强度。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，I型连接板连接件的连接板嵌插入U型连接板连接件的两连接板之间，并通过摩擦型高强螺栓连接紧固，采用全干式的高强螺栓连接方式进行装配，施工效率高。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，内嵌板两侧的凸状结构为栓钉，该设置有助于提高内嵌板与混凝土的咬合力，使其协同工作。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，内嵌板的厚度不小于栓钉直径的一半，保证栓钉和内嵌板之间足够的连接强度。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块的横向钢筋间距不超过预制墙板模块的横向钢筋间距的一半，确保墙墩不会过早损伤破坏。
根据本发明第一方面实施例的带强水平连接节点的装配式剪力墙，带墙墩顶梁模块和带墙墩底梁模块与预制墙板模块的混凝土强度级差不小于10，提高预制墙板模块损伤转移的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1为本发明实施例中的正视图；
图2为本发明实施例中的左视图；
图3为本发明实施例中的I型连接板钢连接件嵌插入U型连接板钢连接件的三维示意图；
图4为本发明实施例中的I型连接板钢连接件的剖面图；
图5为本发明实施例中的U型连接板钢连接件的剖面图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图5，一种带强水平连接节点的装配式剪力墙，包括带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11，还包括设置在带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11之间的预制墙板模块12，预制墙板模块12的上下两端设置有连接件，同时带墙墩顶梁模块10的墙墩处和带墙墩底梁模块11的墙墩处也分别设置有连接件，连接件包括U型连接板连接件14和I型连接板连接件13，各I型连接板连接件13与各U型连接板连接件14分别对应安装，通过各构造参数的优化设计，可以使极限塑性损伤区域由原先的梁-墙-楼板的连接节点转移至墙板上的钢连接件处，避免装配式剪力墙在节点处过早破坏退出工作，显著提高装配式剪力墙抗震安全冗余度。
在本实施例中，I型连接板连接件13包括水平放置的端板16以及设置在端板16下方的第一预埋部分，第一预埋部分包括竖直放置的内嵌板17以及设置在内嵌板17两侧的凸状结构，还包括设置在端板16上方的第一连接部分，第一连接部分包括竖直放置的连接板15，该I型连接板连接件13的连接板15上设置有若干用于安装的螺栓孔，且螺栓孔位通孔，设置该形状的连接件强度更高。
在其他实施例中，内嵌板17可为T型的内嵌板17和H型的内嵌板17。
在本实施例中，U型连接板连接件14包括端板16以及设置在端板16下方的第二预埋部分，第二预埋部分包括内嵌板17以及设置在内嵌板17两侧的凸状结构，还包括设置在端板16上方的第二连接部分，第二连接部分包括两间隔设置的连接板15，两连接板15之间的间隔等于I型连接板连接件13的连接板15本身的厚度，该U型连接板连接件14的两连接板15上设置有若干用于安装的螺栓孔，且螺栓孔位通孔，此螺栓孔的位置与上述I型连接板连接件13的连接板15上的螺栓孔一一对应，通过与I型连接板连接件13配套设置能使连接更方便。
在本实施例中，第一预埋部分与第二预埋部分相同，节约成本。
在其他实施例中，第一预埋部分与第二预埋部分结构都可以根据实际制作需求而改变，即第一预埋部分与第二预埋部分结构可以不同。
在其他实施例中，U型连接板连接件14的两连接板15之间的间隔可大于I型连接板连接件13的连接板15本身的厚度。
在其他实施中，U型连接板连接件14的的两连接板15的厚度可与I型连接板连接件13的连接板15的厚度不同。
在本实施例中，内嵌板17通过嵌入的方式分别安装在带墙墩顶梁模块10、带墙墩底梁模块11和预制墙板模块12中，此时端板16的表面会分别与带墙墩顶梁模块10、带墙墩底梁模块11和预制墙板模块12连接件安装处的表面相重合，内嵌板17嵌入深度大于矮墙墩高度，即内嵌板17嵌入至带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的梁内，通过在工厂预制的同时嵌入连接件，更加方便现场的安装。
预制墙板模块12均包括构件本身需配置的钢筋、不同连接件的预埋部分和不同连接件预埋区域加强钢筋组成，并采用混凝土浇筑预制成型。类似地，带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11也包括构件本身需配置的钢筋、不同连接件的预埋部分和不同连接件预埋区域加强钢筋组成，并采用混凝土浇筑预制成型。
在本实施例中，I型连接板连接件13的连接板15嵌插入U型连接板连接件14的两连接板15之间，并通过摩擦型高强螺栓19连接紧固，采用全干式的高强螺栓连接方式进行装配，施工效率高。
在其他实施例中，I型连接板连接件13的连接板15嵌插入U型连接板连接件14的两连接板15之间后，通过对拉螺栓进行连接紧固。
在本实施例中，连接件可为钢连接件。
在本实施例中，连接件材料使用Q345钢，Q345钢能满足连接件的连接强度要求。
在本实施例中，内嵌板17两侧的凸状结构为栓钉18，该设置有助于提高内嵌板17与混凝土之间的咬合力。
在其他实施例中，内嵌板17两侧的凸状结构可为型钢。
在本实施例中，内嵌板17的厚度不小于栓钉18直径的一半，保证栓钉18和内嵌板17之间足够的连接强度。
在本实施例中，带墙墩顶梁模块10矮墙墩区域横向钢筋间距小于预制墙板模块12横向钢筋间距，且带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的横向钢筋间距不超过预制墙板模块12的横向钢筋间距的一半，确保墙墩不会过早损伤破坏。
在本实施例中，带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的混凝土强度等级高于预制墙板模块12混凝土强度等级，且带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11与预制墙板模块12的混凝土强度级差不小于10，提高预制墙板模块12损伤转移的效果。
基于塑性损伤转移的设计思想，将带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的墙墩与楼面梁一起预制成独立的构件，使得各预制构件的连接远离楼面标高处，并通过合理的设计，将原本在发生在后浇墙-梁-楼板连接节点处的损伤破坏转移至中间预制墙板底部。该带强水平连接节点的装配式剪力墙，由带墙墩顶梁模块10、带墙墩底梁模块11、预制墙板模块12和模块之间的连接件组成。
在工厂预制时，带墙墩顶梁模块10的墙墩上安装有I型连接板连接件13，带墙墩底梁模块11的墙墩上安装有U型连接板连接件14，预制墙板模块12的上端安装有与带墙墩顶梁模块10上的I型连接板连接件13对应的U型连接板连接件14，预制墙板模块12的下端安装有与带墙墩底梁模块11上的U型连接板连接件14对应的I型连接板连接件13。
同时，基于塑性损伤转移设计理念和软件计算优化分析定下的范围，在工厂预制带墙墩顶梁模块10、带墙墩底梁模块11和预制墙板模块12时，要保证他们本身的强度足够，因此不仅需要带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的横向钢筋间距不超过预制墙板模块12的横向钢筋间距的一半，以确保预制墙板模块12的强度，而且带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11与预制墙板模块12的混凝土强度级差不小于10，提高预制墙板模块12损伤转移的效果，同时内嵌板17嵌入至带墙墩顶梁模块10和带墙墩底梁模块11的梁内，保证I型连接板连接件13和U型连接板连接件14的连接可靠。
在施工现场，先在预安装区域设置带墙墩底梁模块11，此时嵌入在带墙墩底梁模块11的U型连接板连接件14朝上，再吊装预制墙板模块12，需要将预制墙板模块12下端的I型连接板连接件13嵌插入U型连接板连接件14中，并通过I型连接板连接件13和U型连接板连接件14上预留的螺栓孔安装摩擦型高强螺栓19进行连接。此时预制墙板模块12上端的U型连接板连接件14朝上，最后再通过带墙墩顶梁模块10上的I型连接板连接件13嵌插入预制墙板模块12上端的U型连接板连接件14，通过I型连接板连接件13和U型连接板连接件14上预留的螺栓孔安装摩擦型高强螺栓19进行连接，即可完成剪力墙的装配。
综上所述，该带强水平连接节点的装配式剪力墙保证了墙-梁-楼板连接节点的整体连续，可以有效避免现有装配式剪力墙复杂的节点连接构造连接质量难以保证而造成过早损伤破坏的现象，大大提高装配式剪力墙抗震安全冗余度。而且在装配过程中采用全干式的高强螺栓连接方式进行装配，施工效率高，易实现构件标准化设计，最终降低建造成本。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于，包括：
带墙墩顶梁模块(10)；
带墙墩底梁模块(11)；
预制墙板模块(12)，设置在所述带墙墩顶梁模块(10)和带墙墩底梁模块(11)之间；
四个连接件，分别设置在所述预制墙板模块(12)的上下两侧、带墙墩顶梁模块(10)靠近预制墙板模块(12)的一侧以及带墙墩底梁模块(11)靠近预制墙板模块(12)的一侧，各个所述连接件包括U型连接板连接件(14)和I型连接板连接件(13)，相邻的U型连接板连接件(14)与I型连接板连接件(13)连接。
2.根据权利要求1所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述I型连接板连接件(13)包括：
端板(16)；
第一预埋部分，设置在端板(16)的下方，各所述第一预埋部分埋设在预制墙板模块(12)的下侧或带墙墩顶梁模块(10)靠近预制墙板模块(12)的一侧；
第一连接部分，设置在端板(16)的上方，所述第一连接部分包括连接板(15)。
3.根据权利要求2所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述U型连接板连接件(14)包括：
端板(16)；
第二预埋部分，设置在端板(16)的下方，各所述第二预埋部分埋设在预制墙板模块(12)的上侧或带墙墩底梁模块(11)靠近预制墙板模块(12)的一侧；
第二连接部分，设置在端板(16)的上方，所述第二连接部分包括两间隔设置的连接板(15)，两所述连接板(15)之间的间隔等于I型连接板连接件(13)的连接板(15)本身的厚度。
4.根据权利要求3所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：第一预埋部分与第二预埋部分相同。
5.根据权利要求4所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述第一预埋部分包括内嵌板(17)以及设置在内嵌板(17)两侧的凸状结构，各所述内嵌板(17)分别嵌入至带墙墩顶梁模块(10)和带墙墩底梁模块(11)的梁内。
6.根据权利要求3所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述I型连接板连接件(13)的连接板(15)嵌插入U型连接板连接件(14)的两连接板(15)之间，并通过摩擦型高强螺栓(19)连接紧固。
7.根据权利要求5所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述内嵌板(17)两侧的凸状结构为栓钉(18)。
8.根据权利要求7所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述内嵌板(17)的厚度不小于栓钉(18)直径的一半。
9.根据权利要求1所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述带墙墩顶梁模块(10)和带墙墩底梁模块(11)的横向钢筋间距不超过预制墙板模块(12)的横向钢筋间距的一半。
10.根据权利要求9所述的带强水平连接节点的装配式剪力墙，其特征在于：所述带墙墩顶梁模块(10)和带墙墩底梁模块(11)与预制墙板模块(12)的混凝土强度级差不小于10。
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