CN1619074A - 带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构 - Google Patents

Abstract

带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构涉及一种建筑物用组合结构，该结构包括混凝土边框结构(1)、砌体结构(2)，其中混凝土边框结构(1)由约束柱(11)及约束梁(12)相连接组成；砌体结构(2)由轻质的承重带边框粉煤灰小砌块砌筑的砌体(21)、内置芯柱(23)和灰缝(24)内的横向水平拉结筋(22)组成；在灰缝(24)内设置两端锚入约束柱(11)内的横向水平拉结筋(22)，砌体(21)的两端与约束柱(11)相接处留设马牙槎，在砌体(21)内部浇灌配置有锚入约束梁(12)内的钢筋的内置芯柱(23)，形成带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙的组合受力构件，约束柱(11)为圆柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。

Description

带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构

                          技术领域

本发明涉及一种建筑物用组合结构，尤其是一种带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构。

                          背景技术

随着城市建设的日益发展和建设用地的日趋紧张，大开间住宅成为目前我国住宅发展的新方向。采用钢筋混凝土框架结构体系的多层住宅，总造价通常比砖混结构增加1/3左右；而采用传统砖混结构体系的多层住宅抗震性能较差，为了抵抗水平地震作用，其横墙间距又受到一定限制，无法满足大开间住宅的要求。另一方面，国家正在大力发展节能、节地，利废的保温隔热新型墙体材料，相继出台了一系列限制粘土砖生产和使用，积极鼓励新型墙体材料研究发展的法规和政策。到2000年，大城市新型墙体材料应占墙体总量的30％-40％，2010年规划目标要求：计划单列市和省会城市新型墙体材料应占墙体总量的60％-70％。2001年国家又进一步要求，地级以上城市到2003年取消红砖的使用，县级城市2005年取消红砖的使用。因此，新型墙体材料的应用急待扩展。

                          发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种适用于多层、超七层建筑使用的，能够提高建筑物的抗震性能且隔断灵活的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构。

技术方案：本发明采用如下技术方案来实现其发明目的：

该结构包括混凝土边框结构、砌体结构，其中混凝土边框结构由约束柱及约束梁相连接组成；砌体结构由轻质的承重带边框粉煤灰小砌块砌筑的砌体、内置芯柱和灰缝内的横向水平拉结筋组成；在灰缝内设置两端锚入竖约束柱内的横向水平拉结筋，砌体的两端与约束柱相接处留设马牙槎，在砌体内部浇灌配置有锚入约束梁内的钢筋的内置芯柱，形成带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙的组合受力构件。竖约束柱为圆柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱等异形柱(灵活的型式节约了空间)，不同于普通砌体结构构造柱的截面面积和钢筋面积按构造选用的方法，也不同于框架结构填充砌体中设置的后浇筑的与框架主体受力构件无传力连接构造柱的选用方法。其截面面积和钢筋配置由计算获得，计算公式如下：

N＝N_m+η[f_ct(b+x′)+f_y′A_s′-σ_sA_s]                    (1)

$\mathrm{Ne}=M_m+\mathrm{\η}[M_c+f_{c}t{x}^{\′}\left(\frac{b-x^{\′}}{2}\right)+f_y^{\′}{A}_s^{\′}(h-b)]---\left(2\right)$

式中

N——轴力；

N_m——受压区砌体的压力，N_m＝βγ·f_mtx_m，β＝0.78；γ＝0.82；

M_c——受压区混凝土柱的内力矩，M_c＝N_c(h-b)；

M_m——受压区砌体的内力矩，M_m＝N_m(h₀-b-0.5βx_m)，x_m为砌体受压区高度

η——共同工作系数， $\mathrm{\η}={\left(\frac{1}{s/b-1}\right)}^{0.25};$ s为边框柱的轴心间距，b为边框柱的截面高度；

h——截面高度；

x——受压区高度

t——墙厚；

f_c——混凝土轴心抗压强度，

e——轴向力作用点至受拉钢筋合力作用点的距离

σ_s——受拉侧钢筋合力点处的应力，可取为σ_s＝650-800ξ；

A_s——受拉钢筋截面面积

A_s′——受压钢筋截面面积

f_y——钢筋抗拉强度设计值；

f_y′——钢筋抗压强度设计值。

横向水平钢筋是在砌筑时将事先制作好的水平钢筋设置在粉煤灰小型砌块的水平灰缝内，钢筋的两端锚入混凝土边框柱内。水平钢筋一方面贡献受拉强度；另一方面通过力的传递使墙体产生应力重分布，从而防止粉煤灰砌块产生收缩裂缝，加强了组合墙体的整体作用。

砌体芯柱通过内部的钢筋和约束梁形成的组合结构，在原有承受竖向力和变形的基础上，增加了砌体墙水平承载的能力。

因此，本发明采取的这三项重要措施使约束体系与约束体系内砌体的刚度协调，形成共同工作的整体，从而使结构承载力和变形协调能力得以大幅提高，抗震性能显著增强。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)由于本实用新型将混凝土边框、粉煤灰砌块砌体结构结合为一整体，以带边框的轻质粉煤灰砌块代替了传统砖混结构的粘土砖承重，从而使墙体厚度从原先的240mm减小至190mm，建筑使用面积增加约4％。

(2)由于本实用新型的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构的粉煤灰小砌块比框架结构的填充混凝土砌块重量轻，七层楼房只有五层多的重量，减轻了荷载，由此提高了建筑物的稳定性能和抗震性能。

(3)由于本实用新型的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构采用约束柱、约束梁与砌体墙共同组成的组合构件承载，具有较大的抗侧刚度、承载能力和变形能力。与带圈梁、构造柱的普通砌体墙的由砌体墙承受楼面荷载不同，和框架填充墙结构由框架承受楼面荷载、砌体只承受自身重量也有着本质的区别。为解决砖混结构住宅超七层的超高问题提供了新的途径。

(4)本实用新型的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构，不仅解决了采用砖混结构的住宅部分空间狭小的缺点，使其具备大空间，灵活隔断的优点，而且解决了框架结构的成本高，填充砌体质量大，不便施工等缺点，另外，本实用新型采用的轻质粉煤灰承重砌块为新型轻质环保节能材料，为我国限制粘土砖的使用政策的执行和煤炭能源消耗产生的粉煤灰渣的综合治理利用提供了保障。

                          附图说明

图1是本发明带边框粉煤灰小砌块结构示意图；

图2是本发明实例的横墙立面图：

图3为本发明实例的横墙剖面图；

图4是本发明实例的纵墙立面图：

图5为本发明实例的纵墙剖面图。

以上的图中有混凝土边框结构1、约束柱11、约束梁12，砌体结构2、砌体21、横向水平拉结筋22、内置芯柱23、灰缝24。

                      具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方案作以详细的描述：

本发明结构包括混凝土边框结构1、砌体结构2，其中混凝土边框结构1由约束柱11及约束梁12相连接组成；砌体结构2由轻质的承重带边框粉煤灰小砌块砌筑的砌体21、内置芯柱23和灰缝24内的横向水平拉结筋22组成；在灰缝24内设置两端锚入约束柱11内的横向水平拉结筋22，砌体21的两端与约束柱11相接处留设马牙槎，在砌体21内部浇灌配置有锚入横约束梁12内的钢筋的内置芯柱23，形成带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙的组合受力构件。

竖约束柱11为圆柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。

具体来说，本发明就是通过先砌筑被约束体即小砌块砌体墙，砌筑时在每隔三皮砌块的灰缝内设置两端锚入约束柱内的横向水平拉结筋，砌体两侧留设马牙槎，砌体内部每间隔一定距离浇灌配置有锚入约束梁内钢筋的芯柱(值得一提的是，芯柱的浇灌使横向水平钢筋又与芯柱紧密相连)，然后在砌体两侧配置计算得出的约束柱钢筋并在其上部配置约束梁的钢筋，浇注砌体两侧的约束柱和砌体上部的约束梁，从而形成带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙的组合受力构件。其中砌块边缘留设的马牙槎及设置在砌体里的水平向钢筋，使后浇筑的混凝土约束柱与砌体墙实现了有效的结合与约束；砌体内部设置的混凝土芯柱通过配置的钢筋，加之约束梁与砌体之间的摩擦力，使砌体与约束梁在纵横方向的结合得以实现。

对于开洞的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构，则通过砌体上部的约束梁将上部传力分得的10％～15％的弯矩传递至剪力墙的两肢；同时在洞口两侧砌体墙靠近洞口边缘位置的砌块内灌注芯柱或设置约束柱，用以确保组合结构的整体性。

综上所述，本发明通过各构件两两相连，形成了一个多结点的组合结构，其力传递的过程是竖向荷载通过楼板传至约束梁上(约束梁两端与约束柱同时浇注，又通过芯柱与砌体连接为一整体，使荷载基本按均布形式向下传递)，在传递过程中，通过横向水平拉结筋和马牙槎使墙体剪应力重新分布力，整个组合剪力墙的受力始终保持同步和协调。

Claims (2)

1、一种带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构，其特征在于该结构包括混凝土边框结构(1)、砌体结构(2)，其中混凝土边框结构(1)由竖约束柱(11)及横约束梁(12)相连接组成；砌体结构(2)由轻质的承重带边框粉煤灰小砌块砌筑的砌体(21)、内置芯柱(23)和灰缝(24)内的横向水平拉结筋(22)组成；在灰缝(24)内设置两端锚入竖约束柱(11)内的横向水平拉结筋(22)，砌体(21)的两端与竖约束柱(11)相接处留设马牙槎，在砌体(21)内部浇灌配置有锚入横约束梁(12)内的钢筋的内置芯柱(23)，形成带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙的组合受力构件。

2、根据权利要求1所述的带边框粉煤灰小砌块砌体剪力墙结构，其特征在于竖约束柱(11)为圆柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。

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