CN110965668A - 基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法，属于建筑工程技术领域。本发明中包括两面剪力墙(墙体连接处做成卯榫状且卯榫凹凸处对应预留孔洞)，多根预应力钢筋，多个套筒，一定面积的碳纤维。本发明主要利用卯榫结构、套筒灌浆技术、预应力钢筋、碳纤维材料来优化墙体之间的连接。本发明解决了现有装配式剪力墙连接处抗震性能差、强度低、抗裂度差、抵抗温度变形能力差等问题，适用于装配化剪力墙的连接。

Description

基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及利用卯榫结构优化装配式剪力墙之间的连接。
背景技术
预制装配式剪力墙结构一种现代化的建筑结构模式，与传统的混泥土建筑方式不同的是，这种建筑采用组装的方式，水耗、能耗相对较少，不会产生固体废物垃圾、污水等污染。同时，这种建筑方式还有助于实现住宅产业化，有利于建筑节能节排。采用装配式结构，主要是通过厂商预定、现场组装的方式来完成建筑的主体结构，在一些施工条件不好的地带有着良好的适应性。近年来，随着可持续发展理念的提出，在建筑行业，对装配式混凝土建筑的研究也越来越多，这为我国推广这种技术提供了良好的基础。连接技术是预制装配式结构的关键技术之一，也是保证其受力性能和抗震性能的关键技术，从当前的形势看，装配式剪力墙连接技术主要分为套筒灌浆连接、预留孔浆锚搭接、现浇带连接和机械连接等形式。其中套筒灌浆连接和现浇带连接是比较常用的连接方式，但这些连接方式均存在一些缺陷和不足。(1)套筒灌浆连接技术是以先做好的套筒为连接形式，将连接钢筋插入套筒内，注入高强灌浆料，从而将钢筋和套筒连成一个整体，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。这种连接方式屈服点大，延伸率较高，抗拉强度较好，可用于装配式大板结构和框架结构中，以实现钢筋的可靠连接。其缺点在于灌浆缺陷对连接质量影响很大。(2)现浇带连接是一种较为传统的连接方式，主要是通过在要连接的上下层剪力墙之间设置现浇带来实现，在这种连接中，钢筋是以搭接方式的方式为主，通过剪力墙安装后的现浇实现连接。这种连接方式的问题是，上层剪力墙的位置不好固定，现浇带顶面的混泥土夯实程度不够。另外传统的连接方式还存在抗震性能差，无法较好抵抗温度变形，抗裂度差等缺点。基于上述不足可以利用卯榫结构并配合预应力技术、碳纤维材料加以规避。
发明内容
本发明为了解决现有装配式剪力墙连接处抗震性能差、强度低、抗裂度差、抵抗温度变形能力差的问题，进而提出一种基于卯榫结构的连接方式。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接结构，包括两面剪力墙、多根预应力钢筋、多个套筒和碳纤维。
利用木工制品的做成卯榫结构放置在两面剪力墙的连接处，以便于卯榫连接，连接处的卯榫凹凸部分要一一对应而且预留一定空隙以便于施工对接。在卯榫凹凸连接处要预留孔洞以便于放置预应力钢筋。两面剪力墙的连接中先利用套筒灌浆进行连接；将连接钢筋插入套筒内，注入高强灌浆料，从而将钢筋和套筒连成一个整体，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。利用卯榫结构加大咬合力，之后在预先留设的孔洞中放置多根预应力钢筋利用后张法进行加工，连接完好后，在连接处铺放一定面积的碳纤维。
本发明与现有技术相比包含的有益效果是：
1)本发明中钢筋套筒连接屈服点大，延伸率较高，抗拉强度较好。
2)本发明中两面墙体利用卯榫结构连接，巧妙的使用物体之间的摩擦力。通过精确的卯榫形状大小，增大卯榫结构的接触面，从而增大卯榫结构的摩擦力，进而消耗一定程度的震能，提高抗震性能。卯榫结构通过物体之间的摩擦力，有效的限制配件之间的运动。卯榫结构更精细，卯榫结构不需要添加使用其他的物质材料，使连接处咬合力有所提高。卯榫结构的施工方便，卯榫结构的使用本身会保留一定的缝隙以防止由于热胀冷缩带来的损害。因此本发明解决了连接处强度低、抵抗温度变形能力差、抗震性能差的问题。
3)本发明中两面墙体之间利用后张法加入预应力钢筋，从而形成预应力钢筋混凝土，其优点在于(1)预应力混凝土结构中，混凝土的强度等级要高，钢筋的强度也要高；普通混凝土结构中采用高强材料不能充分应用。(2)预应力混凝土结构，性能如同均质弹性材料。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。(3)预应力混凝土结构刚度大，挠度小，裂缝宽度小。(4)预应力混凝土的斜截面抗剪强度高于普通混凝土，因而预应力混凝土大大减轻了自重。解决了墙体抗裂性差、自重大、耐久性差等问题。
4)本发明中加入碳纤维的使用，碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。(1)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。解决了构件承载能力低、抗震性能和耐久性能差，自重大，施工质量不足等问题。
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做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为墙体剖视图I。
图2为墙体立面视图。
图3为墙体剖视图II
图中：1、套筒，2、墙体受力钢筋，3、墙体卯榫连接结构，4、预应力钢筋，5、碳纤维。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施方式所述基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙新型连接方法包括两面剪力墙(墙体连接处做成卯榫状且卯榫凹凸处对应预留孔洞)，多根预应力钢筋，多个套筒，一定面积的碳纤维。
本实施方式中连接处制作方法包括如下步骤：
S1首先将两面剪力墙带连接处做成卯榫结构，卯榫结构的凹凸处要一一对应以便于连接，且卯榫结构的凹凸处要预留孔洞以便于放置预应力钢筋。
S2将两面剪力墙利用套筒灌浆进行连接。
S3在预先连接处留设的孔洞中放置预应力钢筋由后张法进行张拉，利用锚具传递预应力。
S4在连接处铺设一定面积的碳纤维。
本实施方式中连接处制作方法的工作原理：
1)剪力墙的墙体连接处采用卯榫结构连接，利用物体之间的摩擦力，通过精确的卯榫形状大小，增大卯榫结构的接触面，从而增大卯榫结构的摩擦力，进而消耗一定程度的震能，提高抗震性能。卯榫结构通过物体之间的摩擦力，有效的限制配件之间的运动。卯榫结构更精细，卯榫结构不需要添加使用其他的物质材料，使连接处咬合力有所提高。卯榫结构的施工方便，卯榫结构的使用本身会保留一定的缝隙以防止由于热胀冷缩带来的损害。因此解决连接处强度低、抵抗温度变形能力差、抗震性能差的问题。
2)墙体受力钢筋采用套筒灌浆技术连接，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。这种连接方式屈服点大，延伸率较高，抗拉强度较好，可用于装配式大板结构和框架结构中，以实现钢筋的可靠连接。
3)在卯榫凹凸对接处防止预应力钢筋，预应力混凝土结构中，混凝土的强度等级要高，钢筋的强度也要高；但普通混凝土结构中采用高强材料不能充分应用。预应力混凝土结构，性能如同均质弹性材料。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。预应力混凝土结构刚度大，挠度小，裂缝宽度小。预应力混凝土的斜截面抗剪强度高于普通混凝土，因而预应力混凝土大大减轻了自重。解决了墙体抗裂性差、自重大、耐久性差等问题。
4)在墙体连接处铺设一定面积的碳纤维，碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。碳纤维抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。重量轻，密度只有普通钢材的1/4。耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。解决了构件承载能力低、抗震性能和耐久性能差，自重大，施工质量不足等问题。
综上所述，本发明设计的基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙新型连接方法，特别采用了卯榫结构，预应力技术，碳纤维加固技术，各种技术优势互补解决了传统剪力墙连接处的不足，切实做到了对装配式混凝土剪力墙的优化连接。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接结构，包括两面剪力墙、多根预应力钢筋、多个套筒和碳纤维；
利用木工制品的做成卯榫结构放置在两面剪力墙的连接处，以便于卯榫连接，连接处的卯榫凹凸部分要一一对应而且预留一定空隙以便于施工对接；在卯榫凹凸连接处要预留孔洞以便于放置预应力钢筋；两面剪力墙的连接中先利用套筒灌浆进行连接；将连接钢筋插入套筒内，注入高强灌浆料，从而将钢筋和套筒连成一个整体，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力；利用卯榫结构加大咬合力，之后在预先留设的孔洞中放置多根预应力钢筋利用后张法进行加工，连接完好后，在连接处铺放一定面积的碳纤维。
2.基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1首先将两面剪力墙带连接处做成卯榫结构，卯榫结构的凹凸处要一一对应以便于连接，且卯榫结构的凹凸处要预留孔洞以便于放置预应力钢筋；
S2将两面剪力墙利用套筒灌浆进行连接；
S3在预先连接处留设的孔洞中放置预应力钢筋由后张法进行张拉，利用锚具传递预应力；
S4在连接处铺设一定面积的碳纤维。
3.根据权利要求2所述的基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法，其特征在于：剪力墙的墙体连接处采用卯榫结构连接，利用物体之间的摩擦力，通过精确的卯榫形状大小，增大卯榫结构的接触面，从而增大卯榫结构的摩擦力，进而消耗一定程度的震能，提高抗震性能；卯榫结构通过物体之间的摩擦力，有效的限制配件之间的运动。
4.根据权利要求2所述的基于卯榫结构的装配式混凝土剪力墙连接方法，其特征在于：墙体受力钢筋采用套筒灌浆技术连接，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力。
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