CN111851734A - 钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构及其施工方法 - Google Patents

钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，包括若干面墙体，每面墙体均由一面配筋砌体墙和两面钢筋混凝土短肢剪力墙组成，配筋砌体墙为实体墙或开洞墙，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别设置在配筋砌体墙的两侧，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别与配筋砌体墙的两侧连接，墙体顶部设有楼板或屋盖，垂直连接的两面墙体相邻的两面钢筋混凝土短肢剪力墙采用一体浇筑而成，浇筑后的横截面呈T型、十字型或L型。本发明结构简单易懂，成本低、施工方便，在设计中可根据短肢剪力墙的尺寸以及数量调整结构的刚度、阻尼，适应范围广、实用性较高，尤其适合于抗震设防区域的房屋建筑，可有效提高住宅建筑、公共建筑等的抗震性能、安全性能、保温性能。

Description

钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，具体的说，涉及一种钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构及其施工方法。
背景技术
在我国砌体结构因为自重大，材料力学性能相对差，在地震时很容易发生严重破坏。虽然砌体材料的延性差，抗剪能力弱，但是基于我国的基本国情，砌体结构在以后很长一段时间内，仍旧会是我国建筑中存在的一种主要结构。砌体结构在抗震过程中的不足主要体现在：1）砌块的抗拉抗剪性能差，因地震作用时，容易发生脆性剪切破坏。2）砌体结构在承受水平作用时砌块之间容易发生相对位移，对于砌块的约束能力差，难以保持整体性。
在我国，为提高砌体结构的性能，常采用配筋混凝土砌块砌体以及约束砌体的形式。配筋混凝土砌块砌体可以有效改善砌体的抗拉抗剪性能，改善了局部受力性能，从而提高了整体强度，大大改善了砌体结构的抗震性能。在我国的《建筑抗震设计规范》50011-2010中对于有构造柱圈梁的砌体房屋体系已经有了较为详细的设计方法，这种结构在很多地区进行推广使用，在一定程度上提高了我国的砌体结构的整体性能。但是研究表明，普通配筋混凝土砌块砌体仍然不足以用来在7、8度地震区中建造中高层建筑。
如在7、8度地震区中建造中高层建筑，有以下几个方面是有待解决的问题：1）解决砌体结构整体性能不好的问题，增强砌块之间的联系；2）如何增强砌体结构在受到水平地震作用时的抗剪性能，使得砌体结构在受到水平作用力时不会轻易发生脆性断裂破坏，提高其抗剪承载力。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构及其施工方法，本发明结构简单易懂，成本低、施工方便，在设计中可根据短肢剪力墙的尺寸以及数量调整结构的刚度、阻尼，适应范围广、实用性较高，尤其适合于抗震设防区域的房屋建筑，可有效提高住宅建筑、公共建筑等的抗震性能、安全性能、保温性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，包括若干面墙体，每面墙体均由一面配筋砌体墙和两面钢筋混凝土短肢剪力墙组成，配筋砌体墙为实体墙或开洞墙，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别设置在配筋砌体墙的两侧，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别与配筋砌体墙的两侧连接，墙体顶部设有楼板或屋盖，垂直连接的两面墙体相邻的两面钢筋混凝土短肢剪力墙采用一体浇筑而成，浇筑后的横截面呈T型、十字型或L型。
配筋砌体墙包括砌块、配套砂浆和灌孔混凝土，砌块上开设有上下通透的竖向孔洞，配筋砌体墙通过若干块砌块按照对孔、错缝、反砌的原则和配套砂浆砌筑形成，相邻两皮砌块上的竖向孔洞均上下对应，砌块的上表面开设有左侧、右侧和上侧均敞口的水平凹槽，每皮砌块上的水平凹槽中均设置有至少一根水平钢筋，配筋砌体墙的每道竖向孔洞内均设置有至少一根竖向钢筋，灌孔混凝土浇筑在配筋砌体墙的每道竖向孔洞内。
配筋砌体墙的两侧均设置有马牙槎，水平钢筋的两端分别伸出配筋砌体墙的两侧，水平钢筋的两端分别水平或垂直折弯90°形成第一锚固头并分别锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙中，竖向钢筋的上端伸出最上皮砌块的竖向孔洞，竖向钢筋的上端水平折弯90°形成第二锚固头并锚固在楼板或屋盖中。
水平钢筋和竖向钢筋均至少由两节钢筋搭接并固定连接而成。
钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构的施工方法，具体的施工步骤如下：
（1）、制作若干根水平钢筋和若干根竖向钢筋，水平钢筋和竖向钢筋的直径均不大于25mm；
（2）、在皮数杆上画出砌块皮数高度；
（3）、砌筑配筋砌体墙：在施工的设定位置竖立皮数杆，将若干块砌块在基础上按照对孔、错缝、反砌的原则依次向上砌制，根据GB50003《砌体结构设计规范》中的要求布置水平钢筋和竖向钢筋，在每皮砌块的水平凹槽中设置至少一根水平钢筋，砌筑完成后，在每道竖向孔洞中由上至下插入至少一根竖向钢筋，竖向钢筋的面积应当小于竖向孔洞面积的6％，且在设置竖向钢筋时，应当在每面配筋砌体墙的每道竖向孔洞内连续布置，竖向钢筋使用单排布置钢筋，竖向钢筋的净距不小于40mm，当配筋砌体墙厚度≤150mm时，每皮砌块的水平凹槽中分别设置一根水平钢筋，当配筋砌体墙厚度>150mm且≤300mm，每皮砌块的水平凹槽中分别设置两根水平钢筋，水平钢筋为HPB300级Φ6钢筋，其中，当设置两根水平钢筋时，两平行的水平钢筋间的净距不小于50mm，配筋砌体墙的两侧砌块预留马牙槎，先退后进，每一个马牙槎沿高度方向的尺寸不应超过500mm，马牙槎从每层柱脚开始，应先退后进，进退相差1/4砖，马牙槎内伸出水平钢筋；
（4）、浇筑钢筋混凝土短肢剪力墙：配筋砌体墙砌筑完成之后，在相邻两面、三面或四面砌筑配筋砌体墙之间的T型、十字型或L型的空间内进行钢筋绑扎以形成钢筋网，在绑扎钢筋的过程中注意钢筋位置的准确性，防止钢筋网歪斜；在外部支护模板，且安装模板时，加设支撑保证模板的稳定性，对于模板的加固纵向采用为对拉螺栓，横向采用Φ48的双向钢管进行加固，加固时蝴蝶卡要求上下垂直不超过3mm且水平顺直不超过5mm，上下水平拉线加固模板，确保混凝土浇灌达到质量要求，在模板内部空腔内浇筑混凝土，浇筑过程采用流水作业分段浇筑，均匀上升，在新老混凝土交界处浇筑50mm的与混凝土相同成分的水泥砂浆，马牙搓内部同时浇筑混凝土，凝固后形成钢筋混凝土短肢剪力墙，各根水平钢筋两端的第一锚固头分别对应锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙中，之后，将模板拆除，并在墙体的顶部浇筑楼板或屋盖，使各根竖向钢筋上端的第二锚固头锚固在楼板或屋盖中；
（5）、对钢筋混凝土短肢剪力墙、配筋砌块砌体墙进行内侧和外侧的装修及保温层设置。
步骤（3）中构成水平钢筋及竖向钢筋的相连接的两节钢筋之间的接头形式为：钢筋直径大于22mm的时，两节钢筋的接头采用机械连接接头的形式，而当钢筋直径不大于22mm时，两节钢筋的接头采用搭接接头的形式，受拉区钢筋搭接接头长度为1.2la（la为钢筋锚固长度），受压区钢筋搭接接头长度为0.8la，同时在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边处的钢筋面积进行调整，增大配筋面积，配置的钢筋直径大于12mm且在洞口底部和顶部设置不小于2Φ10的水平钢筋，水平钢筋伸入墙体的长度为40d（d为钢筋的公称直径）且不小于600mm。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
1）砌体结构一般整体性较差，在配筋混凝土砌块砌体结构加设钢筋混凝土短肢剪力墙之后，为砌体进一步提供了局部约束；因在原本配筋混凝土砌块砌体的基础上又设置了短肢剪力墙，在承受水平作用时，整体结构的水平位移相对原来大大减少，使得砌体所承受的水平剪力减少；在承受竖向作用时，钢筋混凝土短肢剪力墙所能提供的承载力较大，减轻了钢筋混凝土砌块砌体结构的竖向承载力，使得建造高层、超高层结构成为可能；
2）相对于短肢剪力墙结构，此组合结构中配筋砌块砌体结构可协同承受地震剪力，提高其抵抗侧向水平作用力的能力，增强结构抗震性能，为结构多道抗震防线提供可能；故采用钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构可以大大提高抗震要求，符合8度抗震设防要求，可解决原本砌体结构无法应用于中高层建筑的问题，提高了抗震能力同时还保留原本砌体结构、短肢剪力墙结构的优点；
3）由于外墙整体性、围护较好，可方便地外贴保温层，满足结构保温隔热要求。
本发明可实现在7、8度地震区中使用砌体结构建设中高层建筑，减少了地震作用下的水平侧移，同时减轻了水平作用力对于砌体结构的负面影响，加入剪力墙结构增强了结构的抗侧移能力和抗水平作用力，改善结构的抗震性能，同时保留原本砌体结构、短肢剪力墙结构的优点，满足墙体的保温性能，具有良好的耐火和耐久性。
综上所述，本发明结构简单易懂，成本低、施工方便，在设计中可根据短肢剪力墙的尺寸以及数量调整结构的刚度、阻尼，适应范围广、实用性较高，尤其适合于抗震设防区域的房屋建筑，可有效提高住宅建筑、公共建筑等的抗震性能、安全性能、保温性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的平面视图。
图3是本发明的配筋砌体墙为开洞墙时墙体的结构示意图。
图4是本发明的配筋砌体墙为实体墙时墙体的结构示意图。
图5是本发明的配筋砌体墙的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-5所示，钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，包括若干面墙体，每面墙体均由一面配筋砌体墙1和两面钢筋混凝土短肢剪力墙2组成，配筋砌体墙1为实体墙或开洞墙，两面钢筋混凝土短肢剪力墙2分别设置在配筋砌体墙1的两侧，两面钢筋混凝土短肢剪力墙2分别与配筋砌体墙1的两侧连接，墙体顶部设有楼板3或屋盖，垂直连接的两面墙体相邻的两面钢筋混凝土短肢剪力墙2采用一体浇筑而成，浇筑后的横截面呈T型、十字型或L型。
配筋砌体墙1包括砌块4、配套砂浆和灌孔混凝土，砌块4上开设有上下通透的竖向孔洞5，配筋砌体墙1通过若干块砌块4按照对孔、错缝、反砌的原则和配套砂浆砌筑形成，相邻两皮砌块4上的竖向孔洞5均上下对应，砌块4的上表面开设有左侧、右侧和上侧均敞口的水平凹槽6，每皮砌块4上的水平凹槽6中均设置有至少一根水平钢筋7，配筋砌体墙1的每道竖向孔洞5内均设置有至少一根竖向钢筋8，灌孔混凝土浇筑在配筋砌体墙1的每道竖向孔洞5内。
配筋砌体墙的两侧均设置有马牙槎9，水平钢筋7的两端分别伸出配筋砌体墙的两侧，水平钢筋7的两端分别水平或垂直折弯90°形成第一锚固头10并分别锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙2中，竖向钢筋8的上端伸出最上皮砌块4的竖向孔洞5，竖向钢筋8的上端水平折弯90°形成第二锚固头11并锚固在楼板3或屋盖中。
水平钢筋7和竖向钢筋8均至少由两节钢筋搭接并固定连接而成。
钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构的施工方法，具体的施工步骤如下：
（1）、制作若干根水平钢筋7和若干根竖向钢筋8，水平钢筋7和竖向钢筋8的直径均不大于25mm；
（2）、在皮数杆上画出砌块皮数高度；
（3）、砌筑配筋砌体墙1：在施工的设定位置竖立皮数杆，将若干块砌块4在基础上按照对孔、错缝、反砌的原则依次向上砌制，根据GB50003《砌体结构设计规范》中的要求布置水平钢筋7和竖向钢筋8，在每皮砌块4的水平凹槽6中设置至少一根水平钢筋7，砌筑完成后，在每道竖向孔洞5中由上至下插入至少一根竖向钢筋8，竖向钢筋8的面积应当小于竖向孔洞5面积的6％，且在设置竖向钢筋8时，应当在每面配筋砌体墙1的每道竖向孔洞5内连续布置，竖向钢筋8使用单排布置钢筋，竖向钢筋8的净距不小于40mm，当配筋砌体墙1厚度≤150mm时，每皮砌块4的水平凹槽6中分别设置一根水平钢筋7，当配筋砌体墙1厚度>150mm且≤300mm，每皮砌块4的水平凹槽6中分别设置两根水平钢筋7，水平钢筋7为HPB300级Φ6钢筋，其中，当设置两根水平钢筋7时，两平行的水平钢筋7间的净距不小于50mm，配筋砌体墙1的两侧砌块预留马牙槎9，先退后进，每一个马牙槎9沿高度方向的尺寸不应超过500mm，马牙槎9从每层柱脚开始，应先退后进，进退相差1/4砖，马牙槎9内伸出水平钢筋7，水平钢筋7的两端均水平或垂直折弯90°形成第一锚固头10，竖向钢筋8的上端伸出最上皮砌块4的竖向孔洞5，竖向钢筋8的上端水平折弯90°形成第二锚固头11；
（4）、浇筑钢筋混凝土短肢剪力墙2：配筋砌体墙1砌筑完成之后，在相邻两面、三面或四面砌筑配筋砌体墙之间的T型、十字型或L型的空间内进行钢筋绑扎以形成钢筋网，在绑扎钢筋的过程中注意钢筋位置的准确性，防止钢筋网歪斜；在外部支护模板，且安装模板时，加设支撑保证模板的稳定性，对于模板的加固纵向采用为对拉螺栓，横向采用Φ48的双向钢管进行加固，加固时蝴蝶卡要求上下垂直不超过3mm且水平顺直不超过5mm，上下水平拉线加固模板，确保混凝土浇灌达到质量要求，在模板内部空腔内浇筑混凝土，浇筑过程采用流水作业分段浇筑，均匀上升，在新老混凝土交界处浇筑50mm的与混凝土相同成分的水泥砂浆，马牙搓内部同时浇筑混凝土，凝固后形成钢筋混凝土短肢剪力墙2，各根水平钢筋7两端的第一锚固头10分别对应锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙2中，之后，将模板拆除，并在墙体的顶部浇筑楼板3或屋盖，使各根竖向钢筋8上端的第二锚固头11锚固在楼板3或屋盖中；
（5）、对钢筋混凝土短肢剪力墙2、配筋砌体墙1进行内侧和外侧的装修及保温层设置。
步骤（3）中构成水平钢筋及竖向钢筋的相连接的两节钢筋之间的接头形式为：钢筋直径大于22mm的时，两节钢筋的接头采用机械连接接头的形式，而当钢筋直径不大于22mm时，两节钢筋的接头采用搭接接头的形式，受拉区钢筋搭接接头长度为1.2la（la为钢筋锚固长度），受压区钢筋搭接接头长度为0.8la，同时在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边处的钢筋面积进行调整，增大配筋面积，配置的钢筋直径大于12mm且在洞口底部和顶部设置不小于2Φ10的水平钢筋7，水平钢筋7伸入墙体的长度为40d（d为钢筋的公称直径）且不小于600mm。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，其特征在于：包括若干面墙体，每面墙体均由一面配筋砌体墙和两面钢筋混凝土短肢剪力墙组成，配筋砌体墙为实体墙或开洞墙，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别设置在配筋砌体墙的两侧，两面钢筋混凝土短肢剪力墙分别与配筋砌体墙的两侧连接，墙体顶部设有楼板或屋盖，垂直连接的两面墙体相邻的两面钢筋混凝土短肢剪力墙采用一体浇筑而成，浇筑后的横截面呈T型、十字型或L型。
2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，其特征在于：配筋砌体墙包括砌块、配套砂浆和灌孔混凝土，砌块上开设有上下通透的竖向孔洞，配筋砌体墙通过若干块砌块按照对孔、错缝、反砌的原则和配套砂浆砌筑形成，相邻两皮砌块上的竖向孔洞均上下对应，砌块的上表面开设有左侧、右侧和上侧均敞口的水平凹槽，每皮砌块上的水平凹槽中均设置有至少一根水平钢筋，配筋砌体墙的每道竖向孔洞内均设置有至少一根竖向钢筋，灌孔混凝土浇筑在配筋砌体墙的每道竖向孔洞内。
3.根据权利要求2所述的钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，其特征在于：配筋砌体墙的两侧均设置有马牙槎，水平钢筋的两端分别伸出配筋砌体墙的两侧，水平钢筋的两端分别水平或垂直折弯90°形成第一锚固头并分别锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙中，竖向钢筋的上端伸出最上皮砌块的竖向孔洞，竖向钢筋的上端水平折弯90°形成第二锚固头并锚固在楼板或屋盖中。
4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构，其特征在于：水平钢筋和竖向钢筋均至少由两节钢筋搭接并固定连接而成。
5.如权利要求4所述的钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构的施工方法，其特征在于：具体的施工步骤如下：
（1）、制作若干根水平钢筋和若干根竖向钢筋，水平钢筋和竖向钢筋的直径均不大于25mm；
（2）、在皮数杆上画出砌块皮数高度；
（3）、砌筑配筋砌体墙：在施工的设定位置竖立皮数杆，将若干块砌块在基础上按照对孔、错缝、反砌的原则依次向上砌制，根据GB50003《砌体结构设计规范》中的要求布置水平钢筋和竖向钢筋，在每皮砌块的水平凹槽中设置至少一根水平钢筋，砌筑完成后，在每道竖向孔洞中由上至下插入至少一根竖向钢筋，竖向钢筋的面积应当小于竖向孔洞面积的6％，且在设置竖向钢筋时，应当在每面配筋砌体墙的每道竖向孔洞内连续布置，竖向钢筋使用单排布置钢筋，竖向钢筋的净距不小于40mm，当配筋砌体墙厚度≤150mm时，每皮砌块的水平凹槽中分别设置一根水平钢筋，当配筋砌体墙厚度>150mm且≤300mm，每皮砌块的水平凹槽中分别设置两根水平钢筋，水平钢筋为HPB300级Φ6钢筋，其中，当设置两根水平钢筋时，两平行的水平钢筋间的净距不小于50mm，配筋砌体墙的两侧砌块预留马牙槎，先退后进，每一个马牙槎沿高度方向的尺寸不应超过500mm，马牙槎从每层柱脚开始，应先退后进，进退相差1/4砖，马牙槎内伸出水平钢筋，水平钢筋的两端均水平或垂直折弯90°形成第一锚固头，竖向钢筋的上端伸出最上皮砌块的竖向孔洞，竖向钢筋的上端水平折弯90°形成第二锚固头；
（4）、浇筑钢筋混凝土短肢剪力墙：配筋砌体墙砌筑完成之后，在相邻两面、三面或四面砌筑配筋砌体墙之间的T型、十字型或L型的空间内进行钢筋绑扎以形成钢筋网，在绑扎钢筋的过程中注意钢筋位置的准确性，防止钢筋网歪斜；在外部支护模板，且安装模板时，加设支撑保证模板的稳定性，对于模板的加固纵向采用为对拉螺栓，横向采用Φ48的双向钢管进行加固，加固时蝴蝶卡要求上下垂直不超过3mm且水平顺直不超过5mm，上下水平拉线加固模板，确保混凝土浇灌达到质量要求，在模板内部空腔内浇筑混凝土，浇筑过程采用流水作业分段浇筑，均匀上升，在新老混凝土交界处浇筑50mm的与混凝土相同成分的水泥砂浆，马牙搓内部同时浇筑混凝土，凝固后形成钢筋混凝土短肢剪力墙，各根水平钢筋两端的第一锚固头分别对应锚固在两面钢筋混凝土短肢剪力墙中，之后，将模板拆除，并在墙体的顶部浇筑楼板或屋盖，使各根竖向钢筋上端的第二锚固头锚固在楼板或屋盖中；
（5）、对钢筋混凝土短肢剪力墙、配筋砌块砌体墙进行内侧和外侧的装修及保温层设置。
6.根据权利要求5所述的钢筋混凝土短肢剪力墙—配筋砌体组合结构的施工方法，其特征在于：步骤（3）中构成水平钢筋及竖向钢筋的相连接的两节钢筋之间的接头形式为：钢筋直径大于22mm的时，两节钢筋的接头采用机械连接接头的形式，而当钢筋直径不大于22mm时，两节钢筋的接头采用搭接接头的形式，受拉区钢筋搭接接头长度为1.2la（la为钢筋锚固长度），受压区钢筋搭接接头长度为0.8la，同时在纵横墙交接处、墙端部和较大洞口的洞边处的钢筋面积进行调整，增大配筋面积，配置的钢筋直径大于12mm且在洞口底部和顶部设置不小于2Φ10的水平钢筋，水平钢筋伸入墙体的长度为40d（d为钢筋的公称直径）且不小于600mm。
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