CN114197647A - 一种刚性围护墙-柔性体系连接结构 - Google Patents

一种刚性围护墙-柔性体系连接结构 Download PDF

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洪文明
肖阳
宾志强
许晓梁
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    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明涉及一种刚性围护墙‑柔性体系连接结构，包括柔性体系、围护墙和连接节点，所述连接节点设于所述柔性体系上位于与围护墙之间的连接节点位置，所述围护墙与连接节点之间节点连接。与现有技术相比，本发明通过连接节点实现了柔性体系与围护墙的连接的同时，并能释放围护墙水平向面内刚度，进而减小围护墙厚度和柔性体系主结构构件尺寸，实现建筑功能需求，提升建筑观感，既可以适用于混凝土结构也可适用于钢结构，适用广泛，施工简单。

Description

一种刚性围护墙-柔性体系连接结构
技术领域
本发明涉及结构工程技术领域，尤其是涉及一种刚性围护墙-柔性体系连接结构。
背景技术
随着建筑结构的发展，清水混凝土构造独特的强力、清洁感、素材感等出色的美学表现，使得越来越多的设计者在建筑中大量的使用清水混凝土墙体。清水混凝土墙体作为一种刚性围护墙体，一般与主体结构一体浇筑，形成刚性整体。当主结构整体刚度较小，作为柔性体系时，与刚性围护墙之间刚度和线膨胀系数差异较大，因温度产生的不协调变形将造成较大的温度应力，围护墙将承受较大的剪切变形，容易出现开裂脱落等破坏。
围护墙体刚度较大，从建筑功能及美观角度会要求其灵活布置，竖向不一定连续，从结构安全角度会要求其均匀布置且竖向连续，二者存在一定的矛盾。如果按照建筑要求布置，在地震作用下，一方面围护墙体因刚度较大，自身将承担较大的地震产生的水平剪力，为提高围护墙的受剪承载力，设计时需将墙体厚度增加，以避免围护墙体出现裂纹，这既增加了造价，也影响了建筑美感；同时局部围护墙体刚度过大也会引起主体结构刚度不均匀，对其抗震产生不利影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，通过连接节点进行节点连接，既可以适用于混凝土结构也可适用于钢结构，适用广泛，施工简单。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明的目的是保护一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，包括柔性体系、围护墙和连接节点，所述连接节点设于所述柔性体系上位于与围护墙之间的连接节点位置，所述围护墙与连接节点之间节点连接。
进一步地，所述连接节点包括连接端、节点主体和滑动件；
所述的连接端一端与柔性体系连接，另一端通过滑动件与节点主体连接。
进一步地，所述节点主体上设有限位孔和加强件；
所述限位孔设于节点主体两端的横板上，所述加强件设于节点主体中部的纵板上，多个所述加强件同时嵌固于围护墙内部，构成节点主体与围护墙多点式嵌固连接。
进一步可选地，所述柔性体系为钢构件，所述柔性体系与连接端焊接连接。
进一步可选地，所述柔性体系为砼构件，所述柔性体系与连接端通过预埋件连接。
进一步地，所述滑动件贯穿所述连接端和节点主体上的限位孔，且使得滑动件传递竖向荷载前提下能沿水平方向滑动。
进一步地，所述滑动件能够沿连接主体上的限位孔的长度方向滑动，以此实现连接端与连接主体之间的滑动连接。
进一步地，所述节点主体为C型焊接钢构件。
进一步地，所述加强件为栓钉、加劲板中的一种或多种的组合。
进一步地，所述滑动件为铆钉、承压螺栓、销轴中的一种。
进一步地，所述的围护墙包括清水混凝土墙等结构。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
(1)本发明柔性体系和围护墙通过连接节点进行节点连接，既可以适用于混凝土结构也可适用于钢结构，适用广泛，施工简单。
(2)本发明用于柔性体系和围护墙连接，在保证主体结构承担围护墙自重的前提下，释放围护墙体的剪切变形，受力更为明确单一，使围护墙可做得更加纤薄，形态更加自由多变，满足建筑观感要求。
(3)本发明连接节点的节点主体兼做围护墙上连接节点位置处的模板，可与柔性体系一体成型，施工方便。
(4)通过本节点可极大优化围护墙的厚度，减小围护墙自重，从而减小主体结构承担的竖向荷载和地震作用产生的水平荷载，优化主体结构构件尺寸，提高建筑观感。
附图说明
图1为本发明中刚性围护墙与柔性体系的连接结构的立面结构示意图；
图2为本发明中连接节点位置处的横剖面结构示意图；
图3为本发明中连接节点俯视结构示意图；
图4为本发明中刚性围护墙与柔性体系的连接结构的立面结构示意图；
图5为本发明中围护墙与柔性体系正常使用及风荷载下结构示意图；
图6为本发明中围护墙与柔性体系温度作用下剪切变形结构示意图；
图7为本发明中围护墙与柔性体系地震作用下剪切变形结构示意图。
图中，100为柔性体系，110，为预埋件，200为围护墙，300为连接节点，310为连接端，320为节点主体，321为限位孔，322为加强件，330为滑动件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
如图1所示，本实施例中的刚性围护墙-柔性体系连接结构，包括柔性体系100、围护墙200和连接节点300，连接节点300设置在柔性体系100上位于与围护墙200之间的连接节点位置处，围护墙200与连接节点300连接实现节点连接。
连接节点300包括连接端310、节点主体320、滑动件330，连接端310一端与柔性体系100连接，另一端通过滑动件330与节点主体320连接。节点主体320上设有限位孔321和加强件322，限位孔321设置在节点主体320的两端，加强件322设于节点主体320中部，嵌固于围护墙200内部。滑动件330穿过连接端310和节点主体320上的限位孔321，保证传递竖向荷载前提下，并能沿水平方向滑动。
柔性体系100为既可为钢构件也可为砼构件；柔性体系100为钢构件时，与连接端310可通过焊接连接；柔性体系100为砼构件时，与连接端310可通过预埋件连接。加强件340包括栓钉、加劲板中的一种或多种的组合。滑动件(330)包括栓钉、承压螺栓、销轴等。
具体地，如图1所示，围护墙200通过连接节点300连接在柔性体系100上，连接节点300与柔性体系100悬挂连接，在满足节点的结构需求下，还实现建筑美观。
在其中一个实施场景中，围护墙322为清水混凝土墙。
在其中一个实施场景中，柔性体系100为钢梁。但柔性体系100截面形式不仅限于梁构件，也可为圆柱、方柱或异性柱。
如图2所示，连接节点300主体部分为节点主体320，节点主体320为C型焊接钢构件，其壁厚根据节点受力特性设计相应尺寸。节点主体320外表面设置有加强件322，其数量可根据节点受力计算确定。加强件322在混凝土浇筑前已设置在节点主体320内壁，使得浇筑后的围护墙200与加强件322紧密贴合，使得围护墙200的自重荷载可有效的传递给柔性体系100，保证二者之间的受力特性。
在其中一个实施场景中，加强件322为栓钉。
在其中一个实施场景中，加强件322为加劲板。
节点主体320外表面设置有限位孔321，限位孔321大小跟滑动距离可根据设计需求确定，满足围护墙200与主结构100之间的相对滑移。
连接端310通过滑动件330与连接主体320连接，滑动件330可沿连接主体320上的限位孔滑动，实现连接端310与连接主体320之间的滑动连接。连接端310通过焊接与柔性体系100连接，从而实现围护墙体200与柔性体系100之间的剪力释放。
在其中一个实施场景中，滑动件330为承压螺栓。
在其中一个实施场景中，滑动件330为铆钉。
在其中一个实施场景中，滑动件330为销轴。
在其中一个实施场景中，刚性主体100为混凝土梁构件，需在刚性主体100上设置预埋件110，连接端310与预埋件110焊接连接。
如图5所示，为围护墙200通过连接节点300连接在柔性体系100上的结构体系示意图。在正常使用荷载下，围护墙200与柔性体系100保持相对静止。通过设置滑动件330表面的摩擦系数和滑动件330布置的数量，使得围护墙体起滑力略大于围护墙200所受的水平风荷载，保证围护墙200在风荷载作用下与柔性体系100相对静止，满足建筑使用要求。
在其中一个实施场景中，如图6所示，柔性体系100为钢结构，由于钢材与混凝土热膨胀系数不尽相同，因温度变化，柔性体系100与围护墙体200将产生不协调变形。连接节点300通过滑动件330产生滑动位移，使得围护墙体200与柔性体系100发生相对滑动，释放温度荷载，极大减小围护墙200剪切荷载，避免围护墙200因温度产生细小裂纹。
在其中一个实施场景中，如图7所示，在地震作用下，柔性体系100将产生较大的剪切变形，通过连接节点300将使围护墙200在地震下基本保持平动，不承担地震作用下产生的水平荷载，避免围护墙200开裂脱落，产生安全问题。并且在设计中可不考虑围护墙200对柔性体系100产生刚度影响，使得设计时受力更为清晰明确，设计更为简单可行。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，包括柔性体系(100)、围护墙(200)和连接节点(300)，所述连接节点(300)设于所述柔性体系(100)上位于与围护墙(200)之间的连接节点位置，所述围护墙(200)与连接节点(300)之间节点连接。
2.根据权利要求1所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述连接节点(300)包括连接端(310)、节点主体(320)和滑动件(330)；
所述的连接端(310)一端与柔性体系(100)连接，另一端通过滑动件(330)与节点主体(320)连接。
3.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述节点主体(320)上设有限位孔(321)和加强件(322)；
所述限位孔(321)设于节点主体(320)两端的横板上，所述加强件(322)设于节点主体(320)中部的纵板上，多个所述加强件(322)同时嵌固于围护墙(200)内部，构成节点主体(320)与围护墙(200)多点式嵌固连接。
4.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述柔性体系(100)为钢构件，所述柔性体系(100)与连接端(310)焊接连接。
5.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述柔性体系(100)为砼构件，所述柔性体系(100)与连接端(310)通过预埋件(110)连接。
6.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述滑动件(330)贯穿所述连接端(310)和节点主体(320)上的限位孔(321)，且使得滑动件(330)传递竖向荷载前提下能沿水平方向滑动。
7.根据权利要求6所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述滑动件(330)能够沿连接主体(320)上的限位孔(321)的长度方向滑动，以此实现连接端(310)与连接主体(320)之间的滑动连接。
8.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述节点主体(320)为C型焊接钢构件。
9.根据权利要求3所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述加强件(322)为栓钉、加劲板中的一种或多种的组合。
10.根据权利要求2所述的一种刚性围护墙-柔性体系连接结构，其特征在于，所述滑动件(330)为铆钉、承压螺栓、销轴中的一种。
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