CN204571002U - 一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，包括预制上层剪力墙体、预制下层条形基础内墙、纵筋、约束螺旋箍筋、水平钢筋、波纹管、预埋波纹管道孔、条形基础内墙预埋钢筋、出浆孔、灌浆孔、座浆层、封堵板，所述纵筋、水平钢筋、预埋波纹管道孔设在预制上层剪力墙体内，波纹管安装在所述预埋波纹管道孔内，所述约束螺旋箍筋设在波纹管的外周，所述出浆孔设在波纹管下端头的侧面，所述灌浆孔设在波纹管上端头的封堵板上，所述条形基础内墙预埋钢筋垂直设在预制下层条形基础内墙内，上端插入所述波纹管内，本实用新型简化了工艺，降低了成本，而且刚度强，塑形变形小，可靠性高，耗能能力强，抗震性能优越，震后易修复。

Description

一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙

技术领域

本实用新型涉及建筑结构装配技术领域，具体是涉及一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙。

背景技术

装配式剪力墙结构是一种适用于住宅产业化的结构体系，具有施工速度快，质量容易控制，节约能源和水，产生较少的建筑垃圾，造价相对较低的特点；另外，我国正在大力发展绿色建筑，装配式剪力墙结构的施工过程具有绿色施工的特点，所以大力发展装配式剪力墙结构是未来施工的发展方向。国内外的研究人员对装配式剪力墙结构进行了深入的研究，国内的钱稼茹、姜洪斌、郭正兴等，国外的Pekau、Mochizuki、Harry、Oliva、Nazza对装配式剪力墙进行了深入的研究。

目前，在装配式混凝土剪力墙的施工过程中竖向连接方式主要为套筒灌浆连接和约束浆锚搭接连接方式。为了避免浆锚搭接连接方式的弊端哈尔滨工业大学与宇辉集团联合开发了约束浆锚搭接连接技术，该技术通过在搭接段范围增加螺旋箍筋来缩短钢筋搭接长度，并采用旋转抽出内置螺纹钢管方式成孔，但是这种方法工序繁琐，工艺不好控制，且较为消耗人工。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题就是提供一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙。

本实用新型的技术方案是，一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，包括预制上层剪力墙体、预制下层条形基础内墙、纵筋、约束螺旋箍筋、水平钢筋、波纹管、预埋波纹管道孔、条形基础内墙预埋钢筋、出浆孔、灌浆孔、座浆层、封堵板，所述纵筋垂直设在预制上层剪力墙体内，所述水平钢筋水平设在预制上层剪力墙体内，所述预制上层剪力墙体内设有预埋波纹管道孔，波纹管安装在所述预埋波纹管道孔内，所述约束螺旋箍筋设在波纹管的 外周，所述出浆孔设在波纹管下端头的侧面，所述灌浆孔设在波纹管上端头的封堵板上，所述条形基础内墙预埋钢筋垂直设在预制下层条形基础内墙内，上端插入所述波纹管内。

进一步地，所述预制上层剪力墙体和预制下层条形基础内墙的水平拼缝处设有座浆层。

进一步地，所述波纹管与座浆层内同时压力灌注无收缩灌浆料，所述无收缩灌浆料为CGM-BY80型无收缩灌浆料，波纹管与座浆层内同时灌注灌浆料可保证两部分构件的整体连接。

本实用新型的有益效果是，本实用新型大大简化了工艺，降低了成本，而且刚度强，塑形变形小，可靠性高，耗能能力强，抗震性能优越，震后易修复。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型试验的试件及配筋装配构造图；

图3是本实用新型试件的滞回曲线与骨架曲线；

图4是本实用新型刚度退化曲线；

其中，1-预制上层剪力墙体、2-预制下层条形基础内墙、3-纵筋、4-约束螺旋箍筋、5-水平钢筋、6-波纹管、7-预埋波纹管道孔、8-条形基础内墙预埋钢筋、9-出浆孔、10-灌浆孔、11-座浆层、12-封堵板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本实用新型进行更进一步详细的说明：

一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，包括预制上层剪力墙体1、预制下层条形基础内墙2、纵筋3、约束螺旋箍筋4、水平钢筋5、波纹管6、预埋波纹管道孔7、条形基础内墙预埋钢筋8、出浆孔9、灌浆孔10、座浆层11、封堵板12。

所述纵筋3垂直设在预制上层剪力墙体1内，所述水平钢筋5水平设在预制上层剪力墙体1内，所述预制上层剪力墙体1内设有预埋波纹管道孔7，波纹管6安装在所述预埋波纹管道孔7内，所述约束螺旋箍筋4设在波纹管6的外周，所述出浆孔9设在波纹管6下端头的侧面，所述灌浆孔10设在波纹管6上端头的封堵板12上，所述条形基础内墙预埋钢筋8垂直设在预制下层条形基础内墙2内，上端插入所述波纹管6内，所述预制上层剪力墙体1和预制下层条形基础内墙2的水平拼缝处设有座浆层11。

等上、下部两部分墙体安装完成后，往所述波纹管6与座浆层11内同时压力灌注CGM-BY80型无收缩灌浆料，波纹管6与座浆层11内同时灌注灌浆料可保证两部分构件的整体连接。

本实用新型性能实验：

1、试验设计 

1.1墙片设计

预埋波纹管浆锚搭接连接试件构造见图1，试验模型参照《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-1998及《建筑抗震试验方法规程》JGJ101-1996确定。试件进行足尺实验模型试件的比例为1∶1。试件及配筋装配如图2所示，剪力墙宽2000mm，高3000mm，墙厚200mm。实测材料的力学性能如下：墙体采用C30混凝土，28天抗压强度为37MPa；灌浆料抗压强度为28天抗压强度为60MPa。钢筋的力学性能如表1所示。

表1试验因素与对比方案

1.2试验工况设计 

本试验目的，通过BW9与GJ9的对比试验，比较相同的轴压比、都是0.9lae搭接长度、相同灌浆料的情况下，预埋波纹管做法和抽管成孔做法两种约束浆锚搭接连接方法的抗震性能；而通过BW9与BW7的对比试验，比较相同的轴压比、相同灌浆料、都是预埋波纹管连接时，不同搭接长度(分别为0.9lae和0.7lae)的情况下两试件的抗震性能。本试验所采用的试件工况表2所示。

表2试验具体参数

波纹管灌浆连接的试件采用工厂预制上层墙体、下部条形基础，基础预留连接钢筋，上层墙体在相对应位置预留金属波纹管，等上、下部两部分墙体安装完成后，往注浆孔内灌入灌浆料，为了保证两部分构件的整体连接，应将座浆层和插筋孔同时注满灌浆料。

1.3试验加载设计 

试件先施加竖向荷载，将荷载值控制在0.2的轴压比，然后施加水平方向荷载时，首先以力控制加载，第一级荷载为50kN，然后每级增加50KN，各级荷载均循环一次，当试件达到屈服后，开始采用位移控制加载，每级级差不变，单级循环3周，直到试件破坏或水平承载力降低到极限承载力的85％后停止加载，试验结束。加载装置如图3所示。

2、试验结果 

2.1试验现象

在加荷初期，BW9试件处于弹性工作阶段未开裂，在加载和卸载过程中，荷载-位移曲线基本重合；当荷载增加到462kN时，在BW9试件受拉侧下部出现了水平裂缝，试件进入开裂阶段，随着荷载的增大，水平的弯曲裂缝变为弯剪斜裂缝，并在对角线方向上延伸；当荷载增加到853kN时，受拉钢筋屈服，该试件进入屈服阶段；至60mm位移等级阶段，墙根部钢筋裸露，混凝土压碎，试件破坏。

在加载初期，GJ9试件处于弹性工作阶段未开裂，在加载和卸载过程中，荷载-位移曲线基本重合；当荷载增加到550kN时，在GJ9试件受拉侧下部出现了水平裂缝，试件进入开裂阶段，随着荷载的增大，水平的弯曲裂缝变为弯剪斜裂缝，并在对角线方向上延伸；当荷载增加到830kN时，受拉钢筋屈服，该试件进入了屈服阶段；当顶部位移达到70mm位移等级阶段，墙根部钢筋裸露，混凝土压碎，试件破坏。

在加载初期，BW7试件处于弹性工作阶段未开裂，在加载和卸载过程中，荷载-位移曲线基本重合；当荷载增加到300kN时，在BW7试件受拉侧下部出现了水平裂缝，试件进入开裂阶段，随着荷载的增大，水平的弯曲裂缝变为弯剪斜裂缝，并在对角方向上延伸；当荷载增加到778kN时，受拉钢筋屈服，该试件进入屈服阶段；当顶部位移55mm位移等级阶段，墙根部钢筋裸露，混凝土压碎，试件破坏。

表3试验结果

2.2滞回曲线与骨架曲线

从图3中可以看出，三个试件的滞回曲线都有如下共性：在试件开裂后到屈服前随着荷载的增加，滞回环面积逐渐扩大，在卸载后其残余变形很小，滞 回环内的面积也较小；试件屈服后，滞回环面积增大明显，在相同位移级别下，与前一次循环相比，后一次循环的加载刚度和强度退化明显，但是卸载时刚度退化并不不明显，滞回环形状呈反“S”状，表明具有较好的耗能能力；当达到极限荷载时，承载力开始缓慢下降，滞回曲线下降也较平缓，表明其延性较好，此后，滞回环出现明显的捏缩现象，有向“Z”型变化的趋势。滞回曲线整体上看，BW9与GJ9耗能能力相当，BW7耗能能力稍差。从骨架曲线科研看出，三个试件曲线形状基本一致，BW9与GJ9承载能力相当，BW7承载能力较小，三者发展规律较为相似。

2.3变形能力

各试件水平加载点在相同水平高度处屈服位移、极限位移及延性系数如表3所示：

(1)从表中可以看出各试件的屈服位移比较接近，说明预埋波纹管与抽管成孔两种连接方式在试件屈服前，对于试件的连接作用基本相同；

(2)试件BW9的极限位移和延性系数均低于试件GJ9的极限位移和延性系数，说明抽管成孔连接方式的变形能力略强于预埋波纹管连接方式。

(3)试件BW9的极限位移和延性系数均高于BW7的极限位移和延性系数，说明同样选用预埋波纹管连接方式，减少搭接长度降低了其变形能力。

2.4刚度

在往复水平力的作用下，每次循环过程中，将最大位移割线的刚度定义为等效刚度K，图4为三个试件等效刚度退化曲线，从图中可看出，墙体的刚度退化曲线趋势大致相同。

(1)试件的刚度随位移的增大而减小，开始时刚度减小的快，随着位移的增加，刚度减小的趋势开始减缓。

(2)在位移相同的情况下，BW7的刚度是最低的；当位移小于39mm时BW9的刚度小于GJ9，当位移大于39mm时BW9的刚度开始大于GJ9，但总体两者相差不大。

以上分析表明相同条件下波纹管与约束浆锚两种连接方式的刚度差别不大，但是同样是预埋波纹管连接方式，减小搭接长度后，试件的刚度有所降低，但是减小的程度并不明显。

2.5耗能能力

剪力墙的耗能能力可以用滞回曲线一周所包围的面积来进行衡量，各个试件等效粘滞阻尼系数如表所示。

表5各试件的等效粘滞阻尼系数

从表5中可以看出，在加载的各个阶段，BW9、GJ9和BW7的各等效粘滞阻尼系数较为接近，说明所测试件具有较为相似的耗能能力。

3结论

通过2个预埋波纹管成孔和1个抽芯成孔的约束浆锚搭接连接方式的低周反复荷载试验可以得出以下结论：

1)当轴压比和搭接长度相同时，预埋波纹管与抽管成孔两种的成孔方式两者的滞回曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力等方面极为相似，可以认为两种约束浆锚搭接连接方式具有等同的抗震性能。

2)三个试件滞回曲线均较饱满，呈明显反“S”型，三者耗能能力基本接近；各试件的骨架曲线走势基本一致，表现出相近的发展规律。

3)采用波纹管连接时，由于搭接长度的不同，当搭接长度由0.9Lae减少为0.7Lae时，屈服荷载、屈服位移、极限荷载、极限位移、延性系数、刚度等略微有所下降，但仍然满足抗震规范的要求。

4)各试件的延性系数均大于为4，满足延性要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，其特征在于包括预制上层剪力墙体(1)、预制下层条形基础内墙(2)、纵筋(3)、约束螺旋箍筋(4)、水平钢筋(5)、波纹管(6)、预埋波纹管道孔(7)、条形基础内墙预埋钢筋(8)、出浆孔(9)、灌浆孔(10)、座浆层(11)、封堵板(12)，所述纵筋(3)垂直设在预制上层剪力墙体(1)内，所述水平钢筋(5)水平设在预制上层剪力墙体(1)内，所述预制上层剪力墙体(1)内设有预埋波纹管道孔(7)，波纹管(6)安装在所述预埋波纹管道孔(7)内，所述约束螺旋箍筋(4)设在波纹管(6)的外周，所述出浆孔(9)设在波纹管(6)下端头的侧面，所述灌浆孔(10)设在波纹管(6)上端头的封堵板(12)上，所述条形基础内墙预埋钢筋(8)垂直设在预制下层条形基础内墙(2)内，上端插入所述波纹管(6)内。

2.如权利要求1所述的一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，其特征在于所述预制上层剪力墙体(1)和预制下层条形基础内墙(2)的水平拼缝处设有座浆层(11)。

3.如权利要求1或2任意一项所述的一种预埋波纹管成孔的竖向连接装配式混凝土剪力墙，其特征在于所述波纹管(6)与座浆层(11)内同时压力灌注无收缩灌浆料。