CN116005829B - 一种分缝耗能低损伤砌体填充墙及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分缝耗能低损伤砌体填充墙及其施工方法，属于预制框架结构砌体填充墙设计技术领域；砌体填充墙包括上部砌体填充墙和下部砌体填充墙，上部砌体填充墙和下部砌体填充墙通过键槽连接；上部砌体填充墙连接上预制混凝土梁，下部砌体填充墙连接下预制混凝土梁；砌体填充墙的左侧连接左预制混凝土柱，砌体填充墙的右侧连接左预制混凝土柱；砌体填充墙与左预制混凝土柱、左预制混凝土柱的接触面设有第一高弹性橡胶。本发明通过将砌体填充墙分成两部分，为砌体填充墙提供塑性性能防止脆性破坏，在键槽中放置高弹性橡胶层，增强上、下部砌体填充墙相对滑动时的耗能能力、抗震性能，减少梁柱构件损伤。
Description
技术领域
本发明属于预制框架结构砌体填充墙设计技术领域，具体涉及一种分缝耗能低损伤砌体填充墙及其施工方法。
背景技术
近些年的地震灾害现象表明，含填充墙的框架结构在地震作用下的损伤极大。研究发现，含填充墙的框架结构的倒塌机制可能是非延性的。因砌体填充墙会参与地震响应，框架与填充之间相互作用，减少了框架结构的变形空间，会对框架结构产生不利影响，因此地震时框架结构破坏现象与设计时的裸框的弯曲塑性铰破坏模式不同。同时，砌体填充墙初始抗侧刚度低，材料强度低，砂浆易发生剪切破坏，裂缝易沿着填充墙对角线贯通，面内损坏严重，并且由于填充墙与结构连接不足，因此稳定性差，延性不足，容易发生坍塌，形成薄弱层。在地震作用时，砌体填充墙会先于结构构件发生破坏，造成严重的经济损失，特别是在中小震下，造成的经济损失甚至超过结构构件。
随着目前建筑工业化水平的提高，越来越多的地区使用预制构件。因预应力钢筋混凝土构件可明显改善结构在地震作用下的塑性变形，因此很多预制构件间通过预应力钢筋进行组装。因此能否解决砌体填充墙延性差、面内损伤严重以及减少与框架间的接触问题对预应力装配式混凝土结构能否发挥自复位变形能力尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明目的是这样实现的：一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述砌体填充墙包括上部砌体填充墙和下部砌体填充墙，上部砌体填充墙和下部砌体填充墙之间通过键槽连接；
所述上部砌体填充墙连接上预制混凝土梁，下部砌体填充墙连接下预制混凝土梁；
所述砌体填充墙的左侧连接左预制混凝土柱，砌体填充墙的右侧连接左预制混凝土柱；
所述上预制混凝土梁预留有用于连接左预制混凝土柱、右预制混凝土柱的预应力钢筋；
所述砌体填充墙与左预制混凝土柱、右预制混凝土柱的接触面设有第一高弹性橡胶。
优选的，所述上预制混凝土梁与下预制混凝土梁均连接有卡件，卡件包括第一卡件和第二卡件；所述第一卡件设于上预制混凝土梁与上部砌体填充墙之间，第二卡件设于下预制混凝土梁与下部砌体填充墙之间；
所述第一卡件与第二卡件为钢制，第一卡件与第二卡件对称设置；所述第一卡件与上预制混凝土梁采用销钉或粘钢胶固定，第二卡件与下预制混凝土梁采用销钉或粘钢胶固定。
优选的，所述上部砌体填充墙与上预制混凝土梁之间留有水平缝隙，水平缝隙为10~15mm；
所述水平缝隙利用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充。
优选的，所述第二卡件与下部砌体填充墙之间放置有聚乙烯板，聚乙烯板厚度为5~10mm，聚乙烯板与第二卡件之间缝隙采用砂浆进行填充。
优选的，所述键槽为钢制，键槽所用钢板厚度为4~5mm；
所述键槽包括第一键槽和第二键槽，第一键槽与上部砌体填充墙通过砂浆粘结，第二键槽与下部砌体填充墙之间通过砂浆粘结。
优选的，所述第一键槽和第二键槽为弓字型结构，第一键槽和第二键槽对应设置；
所述第一键槽和第二键槽之间设有第二高弹性橡胶，第二高弹性橡胶厚度为10mm。
优选的，所述第一键槽的底面和第二键槽顶面焊接设置有若干竖向的嵌固钢板，嵌固钢板高度为20mm，嵌固钢板厚度为3~4mm，嵌固到砌体填充墙竖向灰缝中。
优选的，所述第一高弹性橡胶采用销钉固定在下部砌体填充墙的左侧和上部砌体填充墙的右侧；
或者，所述第一高弹性橡胶采用销钉固定在下部砌体填充墙的右侧和上部砌体填充墙的左侧。
优选的，所述第一卡件在上预制混凝土梁相隔1m放置，第二卡件在下预制混凝土梁相隔1m放置；
所述第一卡件与上预制混凝土梁两侧接触长度不小于0.2m，第二卡件与下预制混凝土梁两侧接触长度不小于0.2m。
一种分缝耗能低损伤砌体填充墙的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
步骤S1：首先进行放线、定位，将左预制混凝土柱和右预制混凝土柱通过灌浆套筒连接或者通过预应力筋安装于地基上；
步骤S2：采用销钉将第一高弹性橡胶固定在下部砌体填充墙右侧的右预制混凝土柱上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶固定在上部砌体填充墙左侧的左预制混凝土柱上；
或者采用销钉将第一高弹性橡胶固定在上部砌体填充墙右侧的右预制混凝土柱上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶固定在下部砌体填充墙左侧的左预制混凝土柱上；
步骤S3：在上预制混凝土梁固定竖向钢制的第一卡件和下预制混凝土梁上固定竖向钢制的第二卡件，下预制混凝土梁上抹上一层砂浆，找平后放置聚乙烯板并砌筑下部砌体填充墙；
步骤S4：将第二键槽放置在下部砌体填充墙上，嵌固钢板嵌入到灰缝中，接着放置第二高弹性橡胶和第一键槽；
步骤S5：最后砌筑上部砌体填充墙并与上预制混凝土梁留有缝隙并用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充，利用预应力钢筋组装预制混凝土梁柱。
与现有技术相比，本发明具有如下改进及优点： 1、本发明通过将砌体填充墙分成两部分，为砌体填充墙提供了塑性性能，防止脆性破坏，传统的砌体填充墙的破坏通常发生在整个单元中，分缝后的砌体填充墙可将破坏限制在上下局部单元中，阻止了裂缝的扩展，对抑制填充墙平面外坍塌起一定作用。
2、在键槽中放置高弹性橡胶层，可增强了上部砌体填充墙、下部砌体填充墙相对滑动时的耗能能力，提高抗震性能，减少梁柱构件损伤；同时键槽中采用弓字型结构可增加填充墙平面外的稳定性。
3、高弹性橡胶因其较好的变形能力，不仅降低了墙体被压碎的风险，而且使砌体填充墙在挤压过程中有较大的变形空间；上部填充墙的左（右）侧和下部填充墙的右（左）侧分别放置高弹性橡胶，以便水平地震作用下上下部填充墙可发生相对滑动。
4、下部填充墙与下预制梁间采用聚乙烯板，可使下部填充墙沿板长度方向滑动；上部填充墙与顶部预制梁间留有的水平缝隙并用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充，这可避免上部结构垂直约束，可使上下部填充墙在水平地震作用下相对滑动，增加结构阻尼力，提高结构耗能能力。
5、因水平通缝降低填充墙强度和刚度，高弹性橡胶柔性连接可减少填充墙和框架主体间的接触力，卡件保证了预制填充墙的平面外稳定性，因此可充分发挥预应力结构自复位的能力，确保框架填充墙结构发生其在设计时裸框的弯曲塑性铰破坏模式，避免脆性破坏和填充墙的重大损坏。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的部分结构示意图。
图3为本发明中上部砌体填充墙的结构示意图。
图4为本图1中A处放大图。
图5为本发明中第一卡件的结构示意图。
图6为本发明中第二卡件的结构示意图。
图7为本发明中键槽的结构示意图。
图8为本图7中B处放大图。
图9为本图1中C处放大图。
其中，1-上预制混凝土梁，2-下预制混凝土梁，3-左预制混凝土柱，4-右预制混凝土柱，5-预应力钢筋，6-上部砌体填充墙，7-下部砌体填充墙，8-第一卡件，9-第二卡件，10-第一高弹性橡胶，11-第一键槽，12-第二键槽，13-聚乙烯板，14-嵌固钢板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步概述。
如图1、2、3、4、7、8、9所示，一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，该砌体填充墙包括上部砌体填充墙6和下部砌体填充墙7，上部砌体填充墙6和下部砌体填充墙7之间通过键槽连接；键槽包括第一键槽11和第二键槽12，第一键槽11和第二键槽12采用弓字型结构；第一键槽11和第二键槽12采用钢制，所用的钢板厚度为4~5mm；第一键槽11和第二键槽12对应连接，第一键槽11的底面和第二键槽12顶面焊接设置有若干竖向的嵌固钢板14，嵌固钢板14高度为20mm，嵌固钢板14厚度为3~4mm，嵌固到砌体填充墙竖向灰缝中。第一键槽11与上部砌体填充墙6通过砂浆粘结，第二键槽12与下部砌体填充墙7之间通过砂浆粘结。第一键槽11和第二键槽12之间设置有第二高弹性橡胶，第二高弹性橡胶厚度为10mm。
如图5所示，进一步，上部砌体填充墙6的上部连接有上预制混凝土梁1，下部砌体填充墙7连接下预制混凝土梁2；上部砌体填充墙6和下部砌体填充墙7上设置有卡件，卡件包括第一卡件8和第二卡件9；上部砌体填充墙6的连接上预制混凝土梁1的一面设置有第一卡件8，第一卡件8用于帮助上预制混凝土梁1与上部砌体填充墙6的连接；第一卡件8为钢制的，第一卡件8与上预制混凝土梁1接触的一面采用销钉或粘钢胶固定；在上部砌体填充墙6上每隔1m放置有第一卡件8，第一卡件8与上预制混凝土梁1两侧接触长度不小于0.2m。上部砌体填充墙6与上预制混凝土梁1之间留有水平缝隙，水平缝隙为10~15mm；水平缝隙利用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充。
如图6所示，进一步，第二卡件9为钢制的，第二卡件9与下预制混凝土梁2接触的一面采用销钉或粘钢胶固定；在下砌体填充墙上每隔1m放置有第二卡件9，第二卡件9与上预制混凝土梁1两侧接触长度不小于0.2m。第二卡件9与下部砌体填充墙7之间放置有聚乙烯板13，聚乙烯板13厚度为5~10mm，聚乙烯板13与第二卡件9之间缝隙采用砂浆进行填充。
进一步，砌体填充墙的左侧连接有左预制混凝土柱3，砌体填充墙的右侧连接左预制混凝土柱3；砌体填充墙的左侧与左预制混凝土柱3之间设置有第一高弹性橡胶10，砌体填充墙的右侧与右预制混凝土柱4之间也设置有第一高弹性橡胶10，第一高弹性橡胶10采用销钉固定在下部砌体填充墙7的左侧和上部砌体填充墙6的右侧；
或者，第一高弹性橡胶10采用销钉固定在下部砌体填充墙7的右侧和上部砌体填充墙6的左侧。本实施例采用第一高弹性橡胶10采用销钉固定在下部砌体填充墙7的右侧和上部砌体填充墙6的左侧。
一种分缝耗能低损伤砌体填充墙的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
步骤S1：首先进行放线、定位，将左预制混凝土柱3和右预制混凝土柱4通过灌浆套筒连接或者通过预应力筋安装于地基上；
步骤S2：采用销钉将第一高弹性橡胶10固定在下部砌体填充墙7右侧的右预制混凝土柱4上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶10固定在上部砌体填充墙6左侧的左预制混凝土柱3上；
或者采用销钉将第一高弹性橡胶10固定在上部砌体填充墙6右侧的右预制混凝土柱4上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶10固定在下部砌体填充墙7左侧的左预制混凝土柱3上；
步骤S3：在上预制混凝土梁1固定竖向钢制的第一卡件8和下预制混凝土梁2上固定竖向钢制的第二卡件9，下预制混凝土梁2上抹上一层砂浆，找平后放置聚乙烯板13并砌筑下部砌体填充墙7；
步骤S4：将第二键槽12放置在下部砌体填充墙7上，嵌固钢板14嵌入到灰缝中，接着放置第二高弹性橡胶和第一键槽11；
步骤S5：最后砌筑上部砌体填充墙6并与上预制混凝土梁1留有缝隙并用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充，利用预应力钢筋5组装预制混凝土梁柱。
本发明通过将填充墙分成两部分，为填充墙提供了塑性性能，防止脆性破坏，传统填充墙的破坏通常发生在整个单元中，分缝后的填充墙可将破坏限制在上下局部单元中，阻止了裂缝的扩展，对抑制填充墙平面外坍塌起一定作用；在键槽中放置高弹性橡胶层，可增强了上下部填充墙相对滑动时的耗能能力，改善抗震性能，同时键槽可增加填充墙平面外的稳定性；高弹性橡胶因其较好的变形能力，不仅降低了墙体被压碎的风险，而且使填充墙在挤压过程中有较大的变形空间；上部填充墙的左（右）侧和下部填充墙的右（左）侧分别放置高弹性橡胶，以便水平地震作用下上下部填充墙可发生相对滑动；下部填充墙与下预制梁间采用聚乙烯板13，可使下部填充墙沿板长度方向滑动；上部填充墙与顶部预制梁间留有的水平缝隙并用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充，这可避免上部结构垂直约束，使上下部填充墙在水平地震作用下容易起滑；因水平通缝降低填充墙强度和刚度，高弹性橡胶柔性连接可减少填充墙和框架主体间的接触力，卡件保证了预制填充墙的平面外稳定性，因此可充分发挥预应力结构自复位的能力，确保框架填充墙结构发生其在设计时裸框的弯曲塑性铰破坏模式，避免脆性破坏和填充墙的重大损坏。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述砌体填充墙包括上部砌体填充墙(6)和下部砌体填充墙(7)，上部砌体填充墙(6)和下部砌体填充墙(7)之间通过键槽连接；
所述上部砌体填充墙(6)连接上预制混凝土梁(1)，下部砌体填充墙(7)连接下预制混凝土梁(2)；
所述砌体填充墙的左侧连接左预制混凝土柱(3)，砌体填充墙的右侧连接左预制混凝土柱(3)；
所述上预制混凝土梁(1)预留有用于连接左预制混凝土柱(3)、右预制混凝土柱(4)的预应力钢筋(5)；
所述砌体填充墙与左预制混凝土柱(3)、右预制混凝土柱(4)的接触面设有第一高弹性橡胶(10)；
所述键槽包括第一键槽(11)和第二键槽(12)，第一键槽(11)与上部砌体填充墙(6)通过砂浆粘结，第二键槽(12)与下部砌体填充墙(7)之间通过砂浆粘结；
所述第一键槽(11)和第二键槽(12)为弓字型结构，第一键槽(11)和第二键槽(12)对应设置；
所述第一键槽(11)和第二键槽(12)之间设有第二高弹性橡胶，第二高弹性橡胶厚度为10mm；
所述上预制混凝土梁(1)与下预制混凝土梁(2)均连接有卡件，卡件包括第一卡件(8)和第二卡件(9)；所述第一卡件(8)设于上预制混凝土梁(1)与上部砌体填充墙(6)之间，第二卡件(9)设于下预制混凝土梁(2)与下部砌体填充墙(7)之间；
所述第一卡件(8)与第二卡件(9)为钢制，第一卡件(8)与第二卡件(9)对称设置；所述第一卡件(8)与上预制混凝土梁(1)采用销钉或粘钢胶固定，第二卡件(9)与下预制混凝土梁(2)采用销钉或粘钢胶固定；
所述上部砌体填充墙(6)与上预制混凝土梁(1)之间留有水平缝隙，水平缝隙利用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充；
所述第二卡件(9)与下部砌体填充墙(7)之间放置有聚乙烯板(13)，聚乙烯板(13)与第二卡件(9)之间缝隙采用砂浆进行填充。
2.根据权利要求1所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述水平缝隙为10~15mm。
3.根据权利要求2所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述聚乙烯板(13)厚度为5~10mm。
4.根据权利要求1所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述键槽为钢制，键槽所用钢板厚度为4~5mm。
5.根据权利要求4所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述第一键槽(11)的底面和第二键槽(12)顶面焊接设置有若干竖向的嵌固钢板(14)，嵌固钢板(14)高度为20mm，嵌固钢板(14)厚度为3~4mm，嵌固到砌体填充墙竖向灰缝中。
6.根据权利要求1所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述第一高弹性橡胶(10)采用销钉固定在下部砌体填充墙(7)的左侧和上部砌体填充墙(6)的右侧；
或者，所述第一高弹性橡胶(10)采用销钉固定在下部砌体填充墙(7)的右侧和上部砌体填充墙(6)的左侧。
7.根据权利要求2所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙，其特征在于：所述第一卡件(8)在上预制混凝土梁(1)相隔1m放置，第二卡件(9)在下预制混凝土梁(2)相隔1m放置；
所述第一卡件(8)与上预制混凝土梁(1)两侧接触长度不小于0.2m，第二卡件(9)与下预制混凝土梁(2)两侧接触长度不小于0.2m。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种分缝耗能低损伤砌体填充墙的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
步骤S1：首先进行放线、定位，将左预制混凝土柱(3)和右预制混凝土柱(4)通过灌浆套筒连接或者通过预应力筋安装于地基上；
步骤S2：采用销钉将第一高弹性橡胶(10)固定在下部砌体填充墙(7)右侧的右预制混凝土柱(4)上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶(10)固定在上部砌体填充墙(6)左侧的左预制混凝土柱(3)上；
或者采用销钉将第一高弹性橡胶(10)固定在上部砌体填充墙(6)右侧的右预制混凝土柱(4)上，以及采用销钉将第一高弹性橡胶(10)固定在下部砌体填充墙(7)左侧的左预制混凝土柱(3)上；
步骤S3：在上预制混凝土梁(1)固定竖向钢制的第一卡件(8)和下预制混凝土梁(2)上固定竖向钢制的第二卡件(9)，下预制混凝土梁(2)上抹上一层砂浆，找平后放置聚乙烯板(13)并砌筑下部砌体填充墙(7)；
步骤S4：将第二键槽(12)放置在下部砌体填充墙(7)上，嵌固钢板(14)嵌入到灰缝中，接着放置第二高弹性橡胶和第一键槽(11)；
步骤S5：最后砌筑上部砌体填充墙(6)并与上预制混凝土梁(1)留有缝隙并用柔性材料聚氨酯泡沫塑料进行填充，利用预应力钢筋(5)组装预制混凝土梁柱。
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