CN111364642A - 一种装配式耗能剪力墙体系及其施工方法 - Google Patents

一种装配式耗能剪力墙体系及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种装配式耗能剪力墙体系及施工方法,其中装配式耗能剪力墙体系包括第一钢筋网板、第二钢筋网板、第一钢筋件和第二钢筋件,第一钢筋网板和第二钢筋网板相对设置,所述第一钢筋件和所述第二钢筋件分别设置在所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板之间,且间隔设置,所述第一钢筋件内部,以及位于所述第二钢筋件两侧的所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板上浇筑有第一混凝土,所述第二钢筋件内部浇筑有第二混凝土,所述第二混凝土的强度大于所述第一混凝土的强度,在小震或风荷载下,墙体具有足够的承载力和抗侧刚度,表现为整体墙。在大震下,窄墙之间自动分离,成为独自受力的墙体,降低结构刚度,减小地震力,增加墙体的延性。

Description

一种装配式耗能剪力墙体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑技术领域,尤其涉及一种装配式耗能剪力墙体系及其施工方法。
背景技术
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等),运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。具有建造速度快,受气候条件限制小,而且产生的建筑垃圾少等优点,因此被推广使用。但是现有的装配式剪力墙存在以下缺陷:
(1)一般的装配式剪力墙大多采用套筒灌浆的连接方式,而剪力墙结构本身是一种延性较差的结构体系,加之大量使用套筒,虽然提高了连接部位的刚度和强度,但是剪力墙的塑形部位上移,使其耗能能力变差。
(2)适用于高层及超高层环境下的整体剪力墙,采用长度长且无洞口结构,其作为一种刚度大、强度高的抗侧力构件能较好地满足正常使用条件下的各项要求,但是往往发生剪切脆性破坏,延性系数较小,影响其抗震性能。
(3)无缝剪力墙作为整体剪力墙的改进结构,其通过开竖向通缝将长度较大的整体剪力墙分割成多片窄墙,使墙体由原来的剪切破坏转变为弯曲破坏,大大地提高了墙体的延性,这样,每片窄墙均能发挥耗能作用,改善了墙的抗震性能。但是这种将长度较大的整体剪力墙分割成多片窄墙的做法,其会削弱墙体结构的刚度和承载力,从而使建筑物在小震或风荷载作用下变形过大,而不能满足正常使用时的需求。另外,现有的无缝剪力墙还和阻尼器配合使用,即在竖向通缝中安装阻尼器,虽然可以提高结构耗能能力,但增加了成本,还使得现场安装变得复杂。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种装配式耗能剪力墙体系,包括第一钢筋网板、第二钢筋网板、第一钢筋件和第二钢筋件,所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板相对设置,所述第一钢筋件和所述第二钢筋件分别设置在所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板之间,且间隔设置,所述第一钢筋件内部,以及位于所述第二钢筋件两侧的所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板上浇筑有第一混凝土,所述第二钢筋件内部浇筑有第二混凝土,所述第二混凝土的强度大于所述第一混凝土的强度。
可选择地,所述第一钢筋件的宽度小于所述第二钢筋件的宽度。
可选择地,所述第一钢筋件宽度小于所述第二钢筋件宽度的三分之一。
可选择地,所述第二钢筋件包括第二钢筋骨架和钢丝网,所述钢丝网包裹在所述第二钢筋骨架的表面。
可选择地,所述第二钢筋骨架包括第二架立筋和第二箍筋,所述第二架立筋的数量为至少四个,每个所述第二架立筋的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,所述第二箍筋的数量为多个,且沿着所述第二架立筋的轴线方向排列设置,每个所述第二箍筋均连接所述多个第二架立筋。
可选择地,所述第二钢筋骨架的横截面呈方形。
可选择地,其中半数所述第二架立筋位于所述第二钢筋骨架厚度方向的一侧,另外半数所述第二架立筋位于所述第二钢筋骨架厚度方向的另一侧,且位于所述第二钢筋骨架厚度方向两侧的所述第二架立筋一一对应。
可选择地,位于所述第二钢筋骨架厚度方向的同一侧中,所述第二架立筋等距间隔设置。
可选择地,所述第一钢筋件包括第一架立筋和第一箍筋,所述第一架立筋的数量为四个,每个所述第一架立筋的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,所述第一箍筋的数量为多个,且沿着所述第一架立筋轴线方向排列设置,每个所述第一箍筋均连接四个所述第一架立筋。
可选择地,还包括保温板,所述保温板设置在所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板之间。
本发明还提供一种装配式耗能剪力墙施工方法,包括以下步骤:
在浇筑平台上放置第一钢筋网板,并在所述第一钢筋网板上间隔放置多个第一钢筋件;向所述浇筑平台上浇筑第一混凝土,覆盖所述第一钢筋网板;在每两个相邻的所述第一钢筋件之间放置第二钢筋件,并在所述第二钢筋件上放置第二钢筋网板;向所述浇筑平台上浇筑所述第一混凝土,直至覆盖所述第二钢筋网以形成预制剪力墙;
吊装并定位所述预制剪力墙;
向所述第二钢筋件内部注入第二混凝土;
其中,所述第二混凝土的强度大于所述第一混凝土的强度。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本发明实施例提供了一种装配式耗能剪力墙体系,有效免去了建筑施工现场大量绑扎钢筋、支模板的工作,有效提高工作效率,且降低了成本。两侧面板厚度较薄,减轻了预制结构的重量,减少运输费和吊装费。墙体仅需要布置临时斜向支撑,可自行承担浇筑混凝土时的侧压力。现场钢筋可见,便于钢筋工程的验收。在小震或风荷载下,墙体具有足够的承载力和抗侧刚度,表现为整体墙。在大震下,窄墙之间自动分离,成为独自受力的墙体,降低结构刚度,减小地震力,同时,在窄墙分离的过程中还会吸收一部分地震力,减弱地震力对主体结构的破坏,增加墙体的延性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明实施例提供的一种装配式耗能剪力墙体系的结构示意图;
图2为图1所示的一种装配式耗能剪力墙体系的第一钢筋网板、第二钢筋网板和第一钢筋件配合的结构示意图;
图3为图1所示的一种装配式耗能剪力墙体系的第二钢筋骨架的结构示意图;
图4为图1所示的一种装配式耗能剪力墙体系的第一钢筋骨架的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的装配式耗能剪力墙施工方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。除非另作定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1至图4所示,所述装配式耗能剪力墙体系,包括第一钢筋网板100、第二钢筋网板200、第一钢筋件300和第二钢筋件400,第一钢筋网板100和第二钢筋网板200相对设置,第一钢筋件300和第二钢筋件400分别设置在第一钢筋网板100和第二钢筋网板200之间,且间隔设置,第一钢筋件300内部,以及位于第二钢筋件400两侧的第一钢筋网板100和第二钢筋网板200上浇筑有第一混凝土,第二钢筋件400内部浇筑有第二混凝土,第二混凝土的强度大于第一混凝土的强度。
需要说明的是,第一混凝土是在工厂对剪力墙预制时浇筑的,而第二混凝土是在剪力墙现场安装时浇筑的,其中,第二混凝土的强度大于第一混凝土的强度,即位于第二钢筋件400内部的第二混凝土轴心抗拉强度高。可见,本实施例的剪力墙可视为由多片依次间隔设置的窄墙组合而成,窄墙为第二钢筋件400以及浇筑的第二混凝土结构,在小震或风荷载下,窄墙联系成一体具有足够的承载力和抗侧刚度;在大震下,由于第二混凝土的强度大于第一混凝土的强度,因此窄墙之间会自动分离,包括第一钢筋件300、第一钢筋网板100、第二钢筋网板200以及第一混凝土脱落,呈为独自受力的墙体,从而降低了结构刚度,减小了地震力,同时,在窄墙分离的过程中还会吸收一部分地震力,减弱地震力对主体结构的破坏,窄墙在地震作用下发生弯曲变形,进入塑形耗能阶段,提高结构的延性,地道保护主体结构安全的作用。
另外,第一钢筋网板100、第二钢筋网板200、第一钢筋件300和第二钢筋件400在工厂搭建,并同时完成第一混凝土的浇筑,参考图1,采用了免拆模技术,有效提高装配效率和工地现场机械化施工程度,符合装配化、标准化的建筑工业发展趋势,现场施工只需放置搭建钢筋以及第二混凝土的浇筑,该搭建钢筋为连接两个剪力墙的钢筋,具体连接剪力墙的第一钢筋件300等,大大简化施工过程,充分综合了施工现场装配式建造工艺和现场浇混凝土结构的优势,具有安全可靠、简化施工、节约耗材、减少扬尘和建筑垃圾等特点。
影响混凝土强度的因素有很多,包括水泥强度、水灰比、龄期、硬化时的温度和湿度,以及施工条件等影响因素。其中,混凝土的孔隙率越大,则其抗压强度就越低,因此施工时振捣密实是提高混凝土强度的重要因素,可见混凝土的强度可通过密度体现,即第二混凝土的密度大于第一混凝土的密度。
如图1至图3所示,第一钢筋件300的宽度小于第二钢筋件400的宽度。第二钢筋件400受大震影响而成为独自受力的腔体,因此第二钢筋件400宽度要相对较宽,而第一钢筋件300是设置在相邻的两个第二钢筋件400之间,用来实现墙体的连续性,因此第一钢筋件300的宽度可较小。优选地,第一钢筋件300宽度小于第二钢筋件400宽度的三分之一。
如图3所示,第二钢筋件400包括第二钢筋骨架410和钢丝网,钢丝网包裹在第二钢筋骨架410的表面。钢丝网用于阻挡第一混凝土浇筑时,混凝土进入到第二钢筋件400内部。
具体地,第二钢筋骨架410包括第二架立筋411和第二箍筋412,第二架立筋411的数量为至少四个,第二钢筋骨架410放置到第一钢筋网板100和第二钢筋网板200之间时,每个第二架立筋411的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,第二箍筋412的数量为多个,且沿着第二架立筋411的轴线方向排列设置,所述第二箍筋间距由计算确定,每个第二箍筋412均连接多个第二架立筋。
所述第二架立筋的个数由计算确定。
在一个实施例中,第二钢筋骨架410的横截面呈方形,即第二箍筋412呈方型,并且第二架立筋411的数量为四个,分别对应呈方型的第二箍筋412的四个顶角。
在另一个实施例中,第二钢筋骨架410的横截面呈长方形,即第二箍筋412呈长方型,并且第二架立筋412的数量为八个,其中四个第二架立筋412位于第二钢筋骨架410厚度方向的一侧,另外四个第二架立筋412位于第二钢筋骨架410厚度方向的另一侧,且位于第二钢筋骨架410厚度方向两侧的第二架立筋412一一对应。
可选择地,位于第二钢筋骨架410厚度方向的同一侧中,四个第二架立筋412等距间隔设置。
如图3所示,位于第二钢筋骨架410轴线方向两侧中,第二箍筋412之间的间距较短,而在位于第二钢筋骨架410中间位置中,第二箍筋412之间的间距较宽。在其他实施例中,多个第二箍筋412沿着第二钢筋骨架410轴线方向等距间隔设置。
如图4所示,第一钢筋件300包括第一架立筋310和第一箍筋320,第一架立筋310的数量为四个,第一钢筋件300放置到第一钢筋网板100和第二钢筋网板200之间时,每个第一架立筋300的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,第一箍筋320的数量为多个,且沿着第一架立筋310的轴线方向排列设置,所述第一箍筋间距由计算确定,每个第一箍筋320均连接四个第一架立筋310。
在一个实施例中,多个第一箍筋320沿着第一架立筋310轴线方向间隔设置。
在一个实施例中,第一钢筋件300的横截面呈方形,即第一箍筋320呈方型。
所述装配式耗能剪力墙体系还包括保温板,保温板可设置在第一钢筋网板100和第二钢筋网板200之间,或者第一钢筋网板100和第一钢筋件300之间,或者保温板设置在第二钢筋网板200和第一钢筋网板100之间,或者保温板和第一钢筋件300分别位于第一钢筋网板100的两侧,更或者保温板和第一钢筋件300分别位于第二钢筋网板200的两侧。保温板可为EPS保温板。
本实施例通过在工厂叠合浇筑形成剪力墙预制结构,该预制结构为第一钢筋网板100、第二钢筋网板200、第一钢筋件300和第二钢筋件400,以及第一混凝土的浇筑,第一混凝土浇筑后,第一钢筋网板100和第二钢筋网板200所在的位置就形成剪力墙的两侧面板,此时第二钢筋件400内部中空,即该预制结构从外观上看是一个多肋空腔结构。第二钢筋件400内部可按照设计要求预埋管线和线盒等。有效免去了建筑施工现场大量绑扎钢筋、支模板的工作,有效提高工作效率,且降低了成本。两侧面板厚度较薄,减轻了预制结构的重量,减少运输费和吊装费。墙体仅需要布置临时斜向支撑,可自行承担浇筑混凝土时的侧压力。现场钢筋可见,便于钢筋工程的验收。在小震或风荷载下,墙体具有足够的承载力和抗侧刚度,表现为整体墙。在大震下,窄墙之间自动分离,成为独自受力的墙体,降低结构刚度,减小地震力,同时,在窄墙分离的过程中还会吸收一部分地震力,减弱地震力对主体结构的破坏,增加墙体的延性。
如图5所示,本发明还提供一种装配式耗能剪力墙施工方法,包括以下步骤:
S100、预制剪力墙:
在浇筑平台上放置第一钢筋网板,并在第一钢筋网板上间隔放置多个第一钢筋件;向浇筑平台上浇筑第一混凝土,覆盖第一钢筋网板;在每两个相邻的第一钢筋件之间放置第二钢筋件,并在第二钢筋件上放置第二钢筋网板;向浇筑平台上浇筑第一混凝土,直至覆盖第二钢筋网板以形成预制剪力墙。
具体地,第二钢筋件是由第二钢筋骨架和钢丝网等组成,因此浇筑第一混凝土时,第一混凝土无法通过钢丝网机内第二钢筋件内部,因此,上述成型的剪力墙预制结构从外观上看是一个多肋空腔结构。
浇筑平台可由边摸组成,边摸可为板体结构,多个板体依次收尾连接形成一用于浇筑混凝土的凹部,按照前述顺序依次将第一钢筋网板、第二钢筋网板、第一钢筋件和第二钢筋件放置到该凹部内,以及浇筑第一混凝土,进而完成剪力墙的预制。
S200、吊装及安装:
吊装并定位预制剪力墙。
具体地,将预制的剪力墙安装到预定位置,可采用搭接的方式组装多个剪力墙。更具体地,在墙体竖向方向组装时,可将位于下层剪力墙的钢筋向上延伸,并与位于上层剪力墙的钢筋搭建,也可设置附加钢筋,将两个剪力墙的钢筋搭接,此时,位于上层剪力墙的第二钢筋件和位于下层剪力墙的第二钢筋件一一对应,以便后续对连通的两个第二钢筋件进而第二混凝土浇筑。需要说明的是,钢筋的搭接可为剪力墙上第二钢筋件和/或第一钢筋件的搭接,使得剪力墙之间的组装搭建更加便捷。
S300、浇筑连接:
向第二钢筋件内部注入第二混凝土。
具体地,第二混凝土的强度大于第一混凝土的强度。
本实施例施工工序少,施工效率高,有效提升结构整体性和建筑防水性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后,将容易想到本公开的其他实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,包括第一钢筋网板、第二钢筋网板、第一钢筋件和第二钢筋件,所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板相对设置,所述第一钢筋件和所述第二钢筋件分别设置在所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板之间,且间隔设置,所述第一钢筋件内部,以及位于所述第二钢筋件两侧的所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板上浇筑有第一混凝土,所述第二钢筋件内部浇筑有第二混凝土,所述第二混凝土的强度大于所述第一混凝土的强度。
2.根据权利要求1所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,所述第一钢筋件的宽度小于所述第二钢筋件的宽度。
3.根据权利要求1所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,所述第二钢筋件包括第二钢筋骨架和钢丝网,所述钢丝网包裹在所述第二钢筋骨架的表面。
4.根据权利要求3所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,所述第二钢筋骨架包括第二架立筋和第二箍筋,所述第二架立筋的数量为至少四个,每个所述第二架立筋的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,所述第二箍筋的数量为多个,且沿着所述第二架立筋的轴线方向排列设置,每个所述第二箍筋均连接所述多个第二架立筋。
5.根据权利要求4所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,所述第二钢筋骨架的横截面呈方形。
6.根据权利要求4所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,其中半数所述第二架立筋位于所述第二钢筋骨架厚度方向的一侧,另外半数所述第二架立筋位于所述第二钢筋骨架厚度方向的另一侧,且位于所述第二钢筋骨架厚度方向两侧的所述第二架立筋一一对应。
7.根据权利要求6所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,位于所述第二钢筋骨架厚度方向的同一侧中,所述第二架立筋等距间隔设置。
8.根据权利要求1所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,所述第一钢筋件包括第一架立筋和第一箍筋,所述第一架立筋的数量为四个,每个所述第一架立筋的轴线方向均与剪力墙的高度方向一致,所述第一箍筋的数量为多个,且沿着所述第一架立筋轴线方向排列设置,每个所述第一箍筋均连接四个所述第一架立筋。
9.根据权利要求1所述的装配式耗能剪力墙体系,其特征在于,还包括保温板,所述保温板设置在所述第一钢筋网板和所述第二钢筋网板之间。
10.一种装配式耗能剪力墙施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
在浇筑平台上放置第一钢筋网板,并在所述第一钢筋网板上间隔放置多个第一钢筋件;向所述浇筑平台上浇筑第一混凝土,覆盖所述第一钢筋网板;在每两个相邻的所述第一钢筋件之间放置第二钢筋件,并在所述第二钢筋件上放置第二钢筋网板;向所述浇筑平台上浇筑所述第一混凝土,直至覆盖所述第二钢筋网以形成预制剪力墙;
吊装并定位所述预制剪力墙;
向所述第二钢筋件内部注入第二混凝土;
其中,所述第二混凝土的强度大于所述第一混凝土的强度。
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