CN111335501A - 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法 - Google Patents

一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111335501A
CN111335501A CN202010155841.5A CN202010155841A CN111335501A CN 111335501 A CN111335501 A CN 111335501A CN 202010155841 A CN202010155841 A CN 202010155841A CN 111335501 A CN111335501 A CN 111335501A
Authority
CN
China
Prior art keywords
prefabricated
bolt
strength
wall panel
steel sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010155841.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111335501B (zh
Inventor
高文君
杨曾
赵世春
余志祥
齐欣
许浒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202010155841.5A priority Critical patent/CN111335501B/zh
Publication of CN111335501A publication Critical patent/CN111335501A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111335501B publication Critical patent/CN111335501B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明提供一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础上，本发明的全螺栓连接装配式预制墙板构件结构精巧，成本低廉，易于推广。

Description

一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理 的抗震设计方法
技术领域
本发明涉及一种装配式建筑预制摇摆墙和建筑抗震设防的三个水准相结合的设计方法，是一种基于摇摆耗能机理提升全螺栓连接装配式墙板结构的设计方法，具体涉及一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法。
背景技术
装配式建筑各构件间的连接方式是直接影响结构本身的抗震性能。装配式建筑中的连接节点可分为干节点和湿节点。干节点包括螺栓连接、预应力筋连接、焊接和牛腿等几种形式。其中，螺栓连接的设计简单、施工方便、可拆装性好等优点突出，是干节点连接中最常见的连接形式。
本申请发明人在研究中发现，既有的螺栓连接墙板构件低周期往复加载试验结果表明，墙体破坏主要集中在墙板和基础的底部连接部位，而墙板主体并没有发生明显的破坏，墙体角部螺栓受到的拉力逐渐大于螺帽底部混凝土的抗冲切承载力，致使连接节点的螺栓连接失效，呈现出冲切破坏的特征，从而导致装配式建筑过早的整体失效。
发明内容
针对螺栓连接装配式墙板构件连接处局部破坏较早，而墙板主体并没有发挥全部效能的缺陷，本发明提供一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，能有效改善螺栓连接节点的承载能力和耗能能力不足等问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：
预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；
连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，所述高强螺栓透过所述预制钢套筒穿设在预留螺栓孔内，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺旋弹簧两端分别抵接在垫片和预制钢套筒上，
所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础上。
进一步地，多个所述预制墙板通过所述连接结构相互连接。
进一步地，所述预留槽内设置有两个不同方向的预留螺栓孔。
进一步地，所述预留槽内设置有两个不同方向的连接结构。
进一步地，所述垫片为带卡槽的垫片，高强锥形螺旋弹簧的锥形端抵接在所述卡槽内。
进一步地，所述预制墙板底面为船形。
进一步地，所述预制钢套筒为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90-150mm，宽60-120mm，开口端向两侧延伸出 30-50mm的翼板。
另一方面，本申请还保护一种前述的全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，包括以下步骤：
基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载F作用下的情况，高强锥形螺旋弹簧刚度K的计算方法如下：
1)当预制墙板所受外力为地震荷载时，
Figure BDA0002404004840000031
则
Figure BDA0002404004840000032
Figure BDA0002404004840000033
δ(t)＝[(ΔL-Δ1)-(ΔR-Δ2)]·h/L1时程函数，通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算；
2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
进一步地，所述高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm。
进一步地，所述高强锥形螺旋弹簧极限设计变形量为45-100mm。
相比于现有技术，本申请的全螺栓连接装配式预制墙板构件不会在螺栓连接处形成应力集中，解决了现有技术普遍存在的螺栓连接处早期破坏的缺陷，并且本申请的结构结构精巧，成本低廉，易于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明的墙板整体构造示意图。
图2为本发明的墙板竖直剖面示意图。
图3为本发明的螺栓连接端部耗能构造局部放大示意图。
图4为本发明的预制钢套筒结构示意图。
图5为本发明的耗能构造的内部构造详细示意图。
其中：1-现浇基础，2-预制墙板，3-预留槽，4-连接结构，5-螺帽，6-带卡槽的垫片，7-预制钢套筒，8-高强锥形螺旋弹簧，9-高强螺栓。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：预制墙板2，所述预制墙板2边缘连接位置设置有预留槽3和与预留槽3连通的预留螺栓孔，所述预制墙板2底面为船形；连接结构4，所述连接结构设4置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒7、高强螺栓9和高强锥形螺旋弹簧8，所述高强螺栓9透过所述预制钢套筒穿设在预留螺栓孔内，螺帽5、垫片 6和高强锥形螺旋弹簧8顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺旋弹簧8两端分别抵接在垫片和预制钢套筒7上，所述垫片为带矩形卡槽的垫片6，高强锥形螺旋弹簧8的锥形端抵接在所述卡槽内，所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础1上。
在本申请的一个实施例中，所述预制钢套筒7为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90-150mm，宽60-120mm，开口端向两侧延伸出30-50mm的翼板。
在本申请的一个实施例中，所述预留槽3内可以设置有两个不同方向的预留螺栓孔，同时，所述预留槽3的两个螺栓孔还设置有两个不同方向的连接结构4。
在本申请中，全螺栓连接装配式墙板结构的第一层墙板构件与现浇基础1 之间的螺栓连接端部设置高强锥形螺旋弹簧套筒耗能装置，其弹簧刚度为K，通过设定、调整弹簧刚度K来实现基于摇摆耗能机理提升全螺栓连接装配式墙板结构整体效能。
基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载(F)作用下的情况，给出一个具体的计算高强螺栓刚度K的方法：
1)当预制墙板所受外力为地震荷载时，
Figure BDA0002404004840000051
则
Figure BDA0002404004840000052
Figure BDA0002404004840000053
δ(t)＝[(ΔL-Δ1)-(ΔR-Δ2)]·h/L1时程函数，通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算。
2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
在一个优选的实施例中，所述高强锥形螺旋弹簧由特质高强弹簧制成，高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm，该实施例中的连接结构4 的型号信息见下表：
连接结构型号 a b c 极限设计变形量(mm) 特质高强弹簧设计刚度N/mm)
1 120 90 60 45 400
2 120 90 70 45 500
3 160 120 80 65 600
4 160 120 90 65 700
5 220 150 100 85 800
6 220 150 110 85 900
7 220 150 120 85 1000
其中，a为预制钢套筒7上翼缘宽度(含两侧翼板)，b为预制钢套筒7长度，c为预制钢套筒7下翼缘宽度。
全螺栓连接装配式墙板结构除了基础以外的结构部品部件全部预制的装配式建筑，多个所述预制墙板通过所述连接结构4相互连接。由于对预制构件的制作精度要求较高，因此该结构使用于低层(1～3层的住宅建筑)、多层(4～6 层的住宅建筑)住宅建筑。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，包括：
预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；
连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，所述高强螺栓透过所述预制钢套筒穿设在预留螺栓孔内，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺旋弹簧两端分别抵接在垫片和预制钢套筒上，
所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础上。
2.根据权利要求1所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，多个所述预制墙板通过所述连接结构相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，所述预留槽内设置有两个不同方向的预留螺栓孔。
4.根据权利要求2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，所述预留槽内设置有两个不同方向的连接结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，所述垫片为带卡槽的垫片，高强锥形螺旋弹簧的锥形端抵接在所述卡槽内。
6.根据权利要求1或2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，所述预制墙板底面为船形。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，其特征在于，所述预制钢套筒为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90-150mm，宽60-120mm，开口端向两侧延伸出30-50mm的翼板。
8.一种根据权利要求1-7之一所述的全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载F作用下的情况，高强锥形螺旋弹簧刚度K的计算方法如下：
1)当预制墙板所受外力为地震荷载时，
Figure FDA0002404004830000021
则
Figure FDA0002404004830000022
Figure FDA0002404004830000023
δ(t)＝[(ΔL-Δ1)-(ΔR-Δ2)]·h/L1时程函数，通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算；
2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
9.根据权利要求8所述的设计方法，其特征在于，所述高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm。
10.根据权利要求8或9所述的设计方法，其特征在于，所述高强锥形螺旋弹簧极限设计变形量为45-100mm。
CN202010155841.5A 2020-03-09 2020-03-09 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法 Active CN111335501B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010155841.5A CN111335501B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010155841.5A CN111335501B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111335501A true CN111335501A (zh) 2020-06-26
CN111335501B CN111335501B (zh) 2021-05-04

Family

ID=71179877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010155841.5A Active CN111335501B (zh) 2020-03-09 2020-03-09 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111335501B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113062648A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 中国建筑西北设计研究院有限公司 一种周向抗拉限位自复位隔震支座及设计方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000240072A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Takenaka Komuten Co Ltd 免震装置の設置方法及び設置構造
JP2001200600A (ja) * 2000-01-20 2001-07-27 Sekisui House Ltd 住宅の制振構造および制振工法
JP2002364071A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 Kaoru Taneichi 柱取付け金具
US20120233946A1 (en) * 2006-09-12 2012-09-20 Espinosa Thomas M Hold Down System
CN204753830U (zh) * 2015-06-17 2015-11-11 中民筑友有限公司 一种多层装配式混凝土墙板连接件
CN208039525U (zh) * 2018-03-30 2018-11-02 湖北沛函建设有限公司 一种具有减震功能的装配式墙体
CN110700437A (zh) * 2019-10-12 2020-01-17 北京工业大学 一种带复合耗能阻尼器的装配式轻钢耗能墙及其连接方式
CN110777970A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 江苏科技大学 一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置和摇摆墙
CN110805164A (zh) * 2019-10-10 2020-02-18 中国建筑第八工程局有限公司 底部带有减震耗能连接件的装配式剪力墙

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000240072A (ja) * 1999-02-24 2000-09-05 Takenaka Komuten Co Ltd 免震装置の設置方法及び設置構造
JP2001200600A (ja) * 2000-01-20 2001-07-27 Sekisui House Ltd 住宅の制振構造および制振工法
JP2002364071A (ja) * 2001-06-11 2002-12-18 Kaoru Taneichi 柱取付け金具
US20120233946A1 (en) * 2006-09-12 2012-09-20 Espinosa Thomas M Hold Down System
CN204753830U (zh) * 2015-06-17 2015-11-11 中民筑友有限公司 一种多层装配式混凝土墙板连接件
CN208039525U (zh) * 2018-03-30 2018-11-02 湖北沛函建设有限公司 一种具有减震功能的装配式墙体
CN110805164A (zh) * 2019-10-10 2020-02-18 中国建筑第八工程局有限公司 底部带有减震耗能连接件的装配式剪力墙
CN110700437A (zh) * 2019-10-12 2020-01-17 北京工业大学 一种带复合耗能阻尼器的装配式轻钢耗能墙及其连接方式
CN110777970A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 江苏科技大学 一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置和摇摆墙

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113062648A (zh) * 2021-03-30 2021-07-02 中国建筑西北设计研究院有限公司 一种周向抗拉限位自复位隔震支座及设计方法
CN113062648B (zh) * 2021-03-30 2022-09-16 中国建筑西北设计研究院有限公司 一种周向抗拉限位自复位隔震支座及设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111335501B (zh) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109930746B (zh) 一种装配式竹木梁柱及其连接件、拆装方法和竹木结构节点
CN105821961A (zh) 一种t形梁柱连接节点
WO2023029987A1 (zh) 钢结构横梁
CN111335501B (zh) 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法
CN213653755U (zh) 一种基于波纹板抗侧异形柱的装配式梁柱连接节点
CN109853755B (zh) 一种增强刚度的装配式木结构连接节点
CN109610654B (zh) 预制装配式双钢板混凝土剪力墙连接组件及其使用方法
CN110130479B (zh) 一种新型钢木/竹组合装配式结构体系
CN105821968A (zh) 多腔钢管混凝土组合柱与钢梁u形连接节点及装配方法
CN111622348B (zh) 一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法
CN104674949A (zh) 一种活动房
CN111021616A (zh) 全内嵌钢梁组合楼板及其施工方法
CN204456438U (zh) 活动房
CN110939218A (zh) 一种装配式压型钢板组合剪力墙及其施工方法
CN214423572U (zh) 一种钢框架与混凝土墙板混合的全装配式多层钢结构体系
CN114232782B (zh) 一种全装配式建筑的非剪力墙体系及其墙板模块预制方法
CN112482590B (zh) T字型钢板承插固定的装配式预制外挂墙板拼接件
CN210597654U (zh) 一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架
CN113235754A (zh) 一种装配式梁柱框架的耗能支撑结构及施工方法
CN106013466A (zh) 一种螺栓连接的双侧板节点及装配方法
CN110714549A (zh) 一种预制装配式正交胶合木混凝土复层核心筒结构
CN212358720U (zh) 一种预制墙板与装配式钢框架结构梁的连接构造
CN215716275U (zh) 用于装配式钢结构建筑的矩形插板式暗梁结构
CN220133173U (zh) 一种半装配式钢-混凝土组合剪力墙
CN211974011U (zh) 全内嵌钢梁组合楼板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant