CN113463795A - 框架剪力墙建筑及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了框架剪力墙建筑，包括底梁，所述底梁的上表面固定连接有组合剪力墙和框架柱，所述组合剪力墙的两端分别固定连接有框架柱，所述组合剪力墙的上表面固定连接有顶梁，所述底梁的内部开设有电磁铁装置槽，所述电磁铁装置槽的底部固定连接有电磁铁装置，本发明通过在剪力墙地震中受到剪力最大的上部以及下部分别设置墙上加固件和墙下加固件，可以有效地防止剪力墙体开裂、本发明通过在剪力墙体内部设置电流变流体管，在底梁内部设置电磁铁装置，电流变流体管和电磁铁装置连接可调电源，根据地震等级，调节可调电源的电流，电流变流体管内液体变为固体，电磁铁装置产生相应的磁性吸附剪力墙，提高了框架剪力墙建筑的抗震性。

Description

框架剪力墙建筑及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及框架剪力墙建筑及其施工方法。
背景技术
框架剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，这种剪力墙称为框架剪力墙，由它们构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同时又有足够的剪力墙，有相当大的刚度。
现有技术中，申请号为“2019105351134”的一种装配式耗能框架剪力墙的水平连接结构及其施工方法，涉及建筑工程技术领域，达到的目的是强化了装配式剪力墙在框架剪力墙结构体系中与其他构件之间的连接性能，保证了整体结构的抗震性能，扩展了装配式剪力墙的应用形式和应用范围，主要采用的技术方案为：一种装配式耗能框架剪力墙的水平连接结构，包括底梁、框架柱和剪力墙，所述底梁的上方设置有若干个剪力墙和若干个框架柱，相邻的剪力墙与剪力墙以及相邻的剪力墙和框架柱均分别通过若干个耗能连接件连接，所述剪力墙的上方设置有暗梁一，所述框架柱的上方设置有暗梁二，所述暗梁一与相邻的暗梁一或者暗梁二连接；
但在其在使用中，仍存在一些缺点：建筑遭遇灾害性地震时，框架剪力墙结构中的剪力墙结构简单，墙体本身易发生断裂，且软钢阻尼器暴露在外面，影响了框架剪力墙建筑的美观。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明旨在提供框架剪力墙建筑及其施工方法，以解决剪力墙本身在灾害性地震中本身易发生断裂，外观不够美观的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
框架剪力墙建筑，包括底梁，所述底梁的上表面固定连接有组合剪力墙和框架柱，所述组合剪力墙的两端分别固定连接有框架柱，所述组合剪力墙的上表面固定连接有顶梁，所述底梁的内部开设有电磁铁装置槽，所述电磁铁装置槽的底部固定连接有电磁铁装置；
所述组合剪力墙包括墙下加固件、剪力墙体和墙上加固件，所述墙下加固件的下表面固定连接有底梁，所述墙下加固件的上表面固定连接有剪力墙体，所述剪力墙体的上表面固定连接有墙上加固件，所述墙上加固件的下表面固定连接有阻尼器，所述剪力墙体内部竖向布置有钢筋和电流变流体管，所述墙上加固件的两侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离墙上固定件的一端固定连接有横向弹簧，所述墙下加固件的两侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离墙下固定件的一端固定连接有横向弹簧，所述剪力墙体的上表面开设有阻尼器槽；
所述框架柱包括柱下连接件、柱体和柱上连接件，所述柱下连接件的下表面固定连接有底梁，所述柱下连接件的上表面固定连接有柱体，所述柱体的上表面固定连接有柱上连接件，所述柱上连接件靠近墙上加固件的一侧开设有U型轨道，所述 U型轨道内的两端固定连接有限位弹簧，所述柱下连接件靠近墙上加固件的一侧开设有U型轨道，所述 U型轨道内的两端固定连接有限位弹簧。
所述阻尼器包括底座、旋转底座和摆锤，所述底座的一端固定连接有墙上固定件，所述底座远离墙上固定件的一端与旋转底座转动连接，所述旋转底座远离底座的一端与摆锤铰接。
所述电流变流体管为钢材料，所述电流变流体管的内部设有电流变流体液，所述电流变流体管靠近墙下加固件的一端连接有可调电源。
所述电磁铁装置包括软铁块和螺线圈，所述软铁块设置在螺线圈中，所述螺线圈的两端连接有可调电源。
所述柱上连接件远离顶梁的一端开设有方形槽口，所述柱下连接件远离底梁的一端开设有方形槽口。
所述墙上加固件、墙下加固件、柱上连接件和柱下连接件均为钢构件且内部均贯穿有钢筋孔。
框架剪力墙建筑的施工方法，包括以下步骤：
（1）预制墙上加固件、墙下加固件、柱上连接件和柱下连接件；
（2）绑扎底梁的钢筋笼，在钢筋笼外支撑上表面留槽的底梁模板，浇筑混凝土形成底梁，底梁内部电磁铁装置槽内放置电磁铁装置，将电磁铁装置连接上可调电源，浇筑混凝土填平电磁铁装置槽；
（3）将两个柱下连接件和墙下加固件分别与底梁的插筋连接，墙下加固件的连接杆和横向弹簧刚好位于柱下连接件的U型轨道中，分别在两个柱下连接件内部绑扎柱体钢筋笼，在钢筋笼外支撑柱体模板，浇筑混凝土形成柱体，在墙下加固件内部绑扎剪力墙体钢筋笼，将四根电流变流体管设置在墙下加固件内部，将四根电流变流体管连接上可调电源，在剪力墙体钢筋笼外支撑剪力墙模板，剪力墙模板上表面开设有阻尼器槽，浇筑混凝土形成剪力墙体；
（4）将阻尼器安装在墙上加固件的下表面，将墙上加固件安装到剪力墙体上部，阻尼器刚好在阻尼器槽中，分别将两个柱上连接件与安装在柱体上部，墙上加固件的连接杆和横向弹簧刚好位于柱上连接件的U型轨道中，在墙上加固件和柱上连接件上部绑扎顶梁的钢筋笼，在钢筋笼外支撑顶梁模板，浇筑混凝土形成顶梁。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了框架剪力墙建筑及其施工方法，具备以下有益效果：
1、本发明通过在剪力墙地震中受到剪力最大的上部以及下部分别设置墙上加固件和墙下加固件，可以有效地防止剪力墙体开裂；
2、本发明通过在剪力墙体内部设置电流变流体管，在底梁内部设置电磁铁装置，电流变流体管和电磁铁装置连接可调电源，根据地震等级，调节可调电源的电流，电流变流体管内液体变为固体，电磁铁装置产生相应的磁性吸附剪力墙，提高了框架剪力墙建筑的抗震性；
3、本发明通过在柱上连接件和柱下连接件开设U型轨道，U型轨道内设置限位弹簧，连接杆两端设置横向弹簧，可以使剪力墙在地震时沿不同方向进行局部小位移，限位弹簧和横向弹簧消耗了部分地震能量；
4、本发明通过在墙上加固件下表面设置阻尼器，使得阻尼器在剪力墙体内部，在降低剪力墙摆动频率的同时又更加美观简洁。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为墙下加固件结构示意图；
图3为墙上加固件结构示意图；
图4为图1中顶梁、组合剪力墙和底梁的A-A截面
图5为柱下连接件结构示意图；
图6为柱上连接件结构示意图；
图7为阻尼器结构示意图；
图8为电磁铁装置结构示意图；
图中：1-底梁，2-组合剪力墙，3-框架柱，4-顶梁，5-电磁铁装置，6-阻尼器，7-钢筋，8-电流变流体管，9-可调电源，101-电磁铁装置槽，201-墙下加固件，,202-剪力墙体，203-墙上加固件，204-连接杆，205-横向弹簧，206-阻尼器槽，301-柱下连接件，302-柱体，303-柱上连接件，304-U型轨道，305-限位弹簧，501-软铁块，502-螺线圈，601-底座，602-旋转底座，603-摆锤，701-钢筋孔。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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1-8所示，框架剪力墙建筑，包括底梁1，底梁1的上表面固定连接有组合剪力墙2和框架柱3，组合剪力墙2的两端分别固定连接有框架柱3，组合剪力墙2的上表面固定连接有顶梁4，底梁1的内部开设有电磁铁装置槽101，电磁铁装置槽101的底部固定连接有电磁铁装置5。
如图1、2、3、4所示，组合剪力墙2包括墙下加固件201、剪力墙体202和墙上加固件203，墙下加固件201的下表面固定连接有底梁1，墙下加固件201的上表面固定连接有剪力墙体202，剪力墙体202的上表面固定连接有墙上加固件203，墙上加固件203的下表面固定连接有阻尼器6，剪力墙体202内部竖向布置有钢筋7和电流变流体管8，墙上加固件203的两侧固定连接有连接杆204，连接杆204远离墙上固定件203的一端固定连接有横向弹簧205，墙下加固件201的两侧固定连接有连接杆204，连接杆204远离墙下固定件201的一端固定连接有横向弹簧205，剪力墙体202的上表面开设有阻尼器槽206，在剪力墙地震中受到剪力最大的上部以及下部分别设置墙上加固件203和墙下加固件201，可以有效地防止墙体开裂。
如图1、5、6所示，框架柱3包括柱下连接件301-柱体302和柱上连接件303，柱下连接件301的下表面固定连接有底梁1，柱下连接件301的上表面固定连接有柱体302，柱体302的上表面固定连接有柱上连接件303，柱上连接件303靠近墙上加固件203的一侧开设有U型轨道304，U型轨道304内的两端固定连接有限位弹簧305，柱下连接件301靠近墙上加固件203的一侧开设有U型轨道304， U型轨道304内的两端固定连接有限位弹簧305，连接杆204和横向弹簧205安装在U型轨道304内，且限位弹簧305刚好抵住连接杆204，发生地震时剪力墙可以沿不同方向进行局部小位移，限位弹簧305和横向弹簧205消耗了地震能量。
如图4、7所示，阻尼器6包括底座601、旋转底座602和摆锤603，底座601的一端固定连接有墙上固定件203，底座601远离墙上固定件203的一端与旋转底座602转动连接，旋转底座602远离底座的一端与摆锤603铰接，阻尼器6在剪力墙体202内部，在降低剪力墙摆动频率的同时又更加美观简洁。
如图1、4所示，电流变流体管8为钢材料，电流变流体管8的内部设有电流变流体液，电流变流体8管靠近墙下加固件201的一端连接有可调电源9，发生地震时可调电源9开启，电流变流体管8内液体变为固体，提高了剪力墙的稳定性。
如图1、8所示，电磁铁装置5包括软铁块501和螺线圈502，软铁块501设置在螺线圈502中，螺线圈502的两端连接有可调电源9，发生地震时可调电源9开启，电磁铁装置5产生相应的磁性吸附剪力墙，提高了框架剪力墙建筑的抗震性。
如图1、5、6所示，柱上连接件303远离顶梁4的一端开设有方形槽口，柱下连接件301远离底梁1的一端开设有方形槽口。
如图1、2、3、5、6所示，墙上加固件、墙下加固件、柱上连接件和柱下连接件均为钢构件且内部均贯穿有钢筋孔。
如图1-8所示，框架剪力墙建筑的施工方法，包括以下步骤：
（1）预制墙上加固件203、墙下加固件201、柱上连接件303和柱下连接件301；
（2）绑扎底梁1的钢筋笼，在钢筋笼外支撑上表面留槽的底梁模板，浇筑混凝土形成底梁1，底梁1内部电磁铁装置槽101内放置电磁铁装置5，将电磁铁装置5连接上可调电源9，浇筑混凝土填平电磁铁装置槽101；
（3）将两个柱下连接件301和墙下加固件201分别与底梁1的插筋连接，墙下加固件201的连接杆204和横向弹簧205刚好位于柱下连接件301的U型轨道304中，分别在两个柱下连接件301内部绑扎柱体302钢筋笼，在钢筋笼外支撑柱体模板，浇筑混凝土形成柱体302，在墙下加固件201内部绑扎剪力墙体钢筋笼，将四根电流变流体管8设置在墙下加固件201内部，将四根电流变流体管8连接上可调电源9，在剪力墙体钢筋笼外支撑剪力墙模板，剪力墙模板上表面开设有阻尼器槽206，浇筑混凝土形成剪力墙体202；
（4）将阻尼器6安装在墙上加固件203的下表面，将墙上加固件203安装到剪力墙体202上部，阻尼器6刚好在阻尼器槽206中，分别将两个柱上连接件303与安装在柱体302上部，墙上加固件203的连接杆204和横向弹簧205刚好位于柱上连接件303的U型轨道304中，在墙上加固件203和柱上连接件303上部绑扎顶梁4的钢筋笼，在钢筋笼外支撑顶梁模板，浇筑混凝土形成顶梁4。
下面结合本发明对抗震减震原理说明如下：
当发生小震时，剪力墙的上部和下部会受到很大的剪力，组合剪力墙的墙上加固件和墙下加固件可以保护墙体不发生开裂，墙体内阻尼器可以降低墙体的摆动频率，可调电源给电磁铁装置及电流变流体管施加较小的电流，电流变流体管内的电流变流体由液体转变为固体，电磁铁产生较小的磁性吸附住剪力墙，提高了框架剪力墙的抗剪性和稳定性，避免框架剪力墙建筑受到破坏。
当发生大震时，墙体内阻尼器可以降低墙体的摆动频率，可调电源给电磁铁装置及电流变流体管施加较大的电流，电流变流体管内的电流变流体由液体转变为固体，电磁铁产生较大的磁性吸附住剪力墙，同时由于U型轨道、限位弹簧和横向弹簧的存在，可以使剪力墙在不同方向进行局部小位移，限位弹簧和横向弹簧消耗了部分地震能量，在以上结构共同作用下保护框架剪力墙建筑。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”-“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程-方法-物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程-方法-物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化-修改-替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.框架剪力墙建筑，包括底梁，其特征在于，所述底梁的上表面固定连接有组合剪力墙和框架柱，所述组合剪力墙的两端分别固定连接有框架柱，所述组合剪力墙的上表面固定连接有顶梁，所述底梁的内部开设有电磁铁装置槽，所述电磁铁装置槽的底部固定连接有电磁铁装置；
所述组合剪力墙包括墙下加固件、剪力墙体和墙上加固件，所述墙下加固件的下表面固定连接有底梁，所述墙下加固件的上表面固定连接有剪力墙体，所述剪力墙体的上表面固定连接有墙上加固件，所述墙上加固件的下表面固定连接有阻尼器，所述剪力墙体内部竖向布置有钢筋和电流变流体管，所述墙上加固件的两侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离墙上固定件的一端固定连接有横向弹簧，所述墙下加固件的两侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离墙下固定件的一端固定连接有横向弹簧，所述剪力墙体的上表面开设有阻尼器槽；
所述框架柱包括柱下连接件、柱体和柱上连接件，所述柱下连接件的下表面固定连接有底梁，所述柱下连接件的上表面固定连接有柱体，所述柱体的上表面固定连接有柱上连接件，所述柱上连接件靠近墙上加固件的一侧开设有U型轨道，所述 U型轨道内的两端固定连接有限位弹簧，所述柱下连接件靠近墙上加固件的一侧开设有U型轨道，所述 U型轨道内的两端固定连接有限位弹簧。
2.根据权利要求1所述的框架剪力墙建筑，其特征在于：所述阻尼器包括底座、旋转底座和摆锤，所述底座的一端固定连接有墙上固定件，所述底座远离墙上固定件的一端与旋转底座转动连接，所述旋转底座远离底座的一端与摆锤铰接。
3.根据权利要求1所述的框架剪力墙建筑，其特征在于：所述电流变流体管为钢材料，所述电流变流体管的内部设有电流变流体液，所述电流变流体管靠近墙下加固件的一端连接有可调电源。
4.根据权利要求1所述的框架剪力墙建筑，其特征在于：所述电磁铁装置包括软铁块和螺线圈，所述软铁块设置在螺线圈中，所述螺线圈的两端连接有可调电源。
5.根据权利要求1所述的框架剪力墙建筑，其特征在于：所述柱上连接件远离顶梁的一端开设有方形槽口，所述柱下连接件远离底梁的一端开设有方形槽口。
6.根据权利要求1所述的框架剪力墙建筑，其特征在于：所述墙上加固件、墙下加固件、柱上连接件和柱下连接件均为钢构件且内部均贯穿有钢筋孔。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的框架剪力墙建筑的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）预制墙上加固件、墙下加固件、柱上连接件和柱下连接件；
（2）绑扎底梁的钢筋笼，在钢筋笼外支撑上表面留槽的底梁模板，浇筑混凝土形成底梁，底梁内部电磁铁装置槽内放置电磁铁装置，将电磁铁装置连接上可调电源，浇筑混凝土填平电磁铁装置槽；
（3）将两个柱下连接件和墙下加固件分别与底梁的插筋连接，墙下加固件的连接杆和横向弹簧刚好位于柱下连接件的U型轨道中，分别在两个柱下连接件内部绑扎柱体钢筋笼，在钢筋笼外支撑柱体模板，浇筑混凝土形成柱体，在墙下加固件内部绑扎剪力墙体钢筋笼，将四根电流变流体管设置在墙下加固件内部，将四根电流变流体管连接上可调电源，在剪力墙体钢筋笼外支撑剪力墙模板，剪力墙模板上表面开设有阻尼器槽，浇筑混凝土形成剪力墙体；
（4）将阻尼器安装在墙上加固件的下表面，将墙上加固件安装到剪力墙体上部，阻尼器刚好在阻尼器槽中，分别将两个柱上连接件与安装在柱体上部，墙上加固件的连接杆和横向弹簧刚好位于柱上连接件的U型轨道中，在墙上加固件和柱上连接件上部绑扎顶梁的钢筋笼，在钢筋笼外支撑顶梁模板，浇筑混凝土形成顶梁。
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