CN206655344U - 一种高延性混凝土‑轻质芯材组合抗震墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高延性混凝土‑轻质芯材组合抗震墙，以解决现有轻质芯材存在的易脆性、抗震性能及整体性差等问题。本发明的高延性混凝土‑轻质芯材组合抗震墙包括高延性混凝土墙、高延性混凝土肋以及轻质芯材，根据工程需要，高延性混凝土墙内可配置受力钢筋，高延性混凝土肋内可配置拉筋。本实用新型的组合抗震墙由高延性混凝土承担较大水平作用，轻质芯材与高延性混凝土共同承担竖向荷载，且轻质芯材可以起到保温、隔热、隔音的效果；同时其单位体积的墙体质量小于普通组合墙，可有效减小地震作用。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙。
背景技术
轻质芯材具有轻质、防火、保温的特点，可以用于建筑物的外墙结构中，达到减轻自重、保温节能的效果，有较广泛的工程应用前景。高延性混凝土是一种具有高强度、高韧性和高耐损伤能力的新型建筑结构材料，其延性远高于普通混凝土，承受荷载时可提高构件的变形和耗能能力。因此，本实用新型的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙由高延性混凝土承担较大水平作用，轻质芯材与高延性混凝土共同承担竖向荷载，且轻质芯材可以起到保温、隔热、隔音的效果；同时高延性混凝土将轻质芯材包裹，提高了结构的整体性，地震作用时，可以明显提高结构的承载力和抗震性能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种不易发生脆性破坏且抗裂和抗震性能好的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙。
为实现上述目标，本实用新型采取以下方案：
一种高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，包括高延性混凝土肋、高延性混凝土面层和轻质芯材；
所述高延性混凝土肋包括若干高延性混凝土水平肋和高延性混凝土竖直肋；
在所述高延性混凝土水平肋和高延性混凝土竖直肋围成的空间内填充有若干轻质芯材；
所述高延性混凝土面层将高延性混凝土肋和轻质芯材包裹；
所述高延性混凝土面层的厚度为10～40mm。
可选的，所述高延性混凝土水平肋和高延性混凝土竖直肋内分别设置有横向钢筋和竖向钢筋；在所述横向钢筋和竖向钢筋的交叉处设置拉筋；所述拉筋将高延性混凝土肋两面的钢筋勾住。
可选的，所述高延性混凝土面层内设置有横向钢筋和竖向钢筋；所述横向钢筋和竖向钢筋置于与高延性混凝土水平肋和高延性混凝土竖直肋的对应位置上；在所述横向钢筋和竖向钢筋的交叉处设置拉筋；所述拉筋将高延性混凝土肋两面的钢筋勾住。
可选的，所述高延性混凝土水平肋的间距为200～500mm，高延性混凝土竖直肋的间距为200～500mm。
可选的，所述横向钢筋和竖向钢筋的直径为8～16mm。
可选的，所述拉筋的直径为6～10mm。
可选的，所述高延性混凝土肋的厚度为30～50mm。
可选的，所述轻质芯材的长和宽均为200～500mm，厚度为150～300mm。
优选的，所述轻质芯材采用泡沫混凝土砌块或珍珠岩保温板。
相较于现有技术，本实用新型的技术效果：
(1)本实用新型的组合抗震墙中的轻质芯材可以起到保温、隔热、隔音的效果。
(2)本实用新型采用的高延性混凝土抗压强度可达到60MPa以上，极限拉应变可达普通混凝土的100倍以上，具有类似钢材的塑性变形能力，与砌块之间有良好的粘结性能，是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的生态建筑材料。
(3)本实用新型的组合抗震墙由高延性混凝土面层承担较大水平作用，高延性混凝土面层和竖直肋共同承担竖向荷载，能充分发挥高延性混凝土的优良性能，且经济性较好。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的A向视图；
图3是本实用新型的实施例1结构示意图；
图4是图3的A向视图；
图5是实施例2的截面图；
图6是实施例3的截面图。
图中各代码表示：1-轻质芯材、2-高延性混凝土面层、3-高延性混凝土水平肋、4-高延性混凝土竖直肋、5-拉筋、6-横向钢筋、7-竖向钢筋。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型的高延性混凝土的组分为水泥、粉煤灰、砂、PVA纤维、减水剂和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：砂：水＝1：1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5％；减水剂的添加量为水泥、粉煤灰和硅灰总质量的0.8％。
上述高延性混凝土的搅拌方法为：首先将水泥、粉煤灰和砂倒入强制式搅拌机中干拌2～3分钟；再加入减水剂和80％的水；然后加入PVA纤维再搅拌2分钟后加入剩余20％的水，搅拌1～2分钟。
实用新型人提供的关于高延性混凝土的力学性能试验及其结果如下：
(1)采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的标准试模制作立方体试块，按标准养护方法养护60天，进行立方体抗压强度试验。试验结果表明：高延性混凝土试块抗压强度平均值为65MPa，试块达到峰值荷载后卸载再进行第二次加载，残余抗压强度可达到峰值荷载的80％，试块破坏过程具有明显抗压韧性。
(2)采用40mm×40mm×160mm的标准试模制作棱柱体抗弯试件，按标准养护方法养护60天，进行抗弯性能试验。试验结果表明：高延性混凝土试件的初裂强度为4.8MPa，试件开裂以后承载力继续提高，极限强度为10.1MPa，达到峰值荷载后承载力下降缓慢，按照ASTM C1018法计算所得的弯曲韧性系数其弯曲韧性I5、I10、I20、I30分别为6.2、14.5、33.0、50.6，表明具有很高的弯曲韧性。
(3)采用50mm×15mm×350mm的试模制作拉伸试块，按标准养护方法养护60天，进行直接拉伸试验。结果表明：高延性混凝土试件单轴抗拉强度平均值为3.6MPa，极限拉应变可达到1.2％，试件开裂以后承载力基本保持不变，具有良好的抗拉韧性，破坏过程中出现10余条裂缝。
实施例1：
本实施例中轻质芯材1采用加气混凝土砌块，尺寸为400mm×200mm×200mm；组合抗震墙长度为4.2m，高度为3m，厚度为240mm；高延性混凝土肋的厚度为30mm；高延性混凝土面层2的厚度为20mm；高延性混凝土面层中相邻分布高延性混凝土水平肋3、高延性混凝土竖直肋4间的横向间距和纵向间距均为300mm。在高延性混凝土竖直肋的两端分别预锚U型钢筋。
具体施工步骤：
步骤一，支好试件底模及外围模板，将轻质砌块放置在相应的位置，作为内模，将预锚的U型钢筋放置在相应的位置；
步骤二，在模板内浇筑高延性混凝土。
步骤三，浇水养护。
高延性混凝土是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的建筑材料，使用其浇筑的试件，在不配置钢筋的情况下，仍具有较好的抗压承载力和抗震性能。采用成型的加气混凝土砌块作为内模，既方便施工，又可以减轻墙体的重量，减小地震作用下的地震力。因此，在地震设防烈度较低或房屋设计的高度较小时，可采用本实施例的墙体。墙体可在工厂预制完成，减少了现场的湿作业，有利于环境保护。
实施例2：
本实施例中轻质芯材1采用加气混凝土砌块，尺寸为400mm×400mm×200mm；组合抗震墙长度为3.9m，高度为2.9m，厚度为300mm；高延性混凝土肋的厚度为50mm；高延性混凝土面层2的厚度为25mm；高延性混凝土水平肋3的竖向间距为450mm，水平肋内放置了2根直径为10mm的水平钢筋；高延性混凝土竖直肋4的水平间距均为450mm，其内布置了2根直径为10mm的竖直钢筋；在水平钢筋和竖直钢筋的交叉位置采用1根直径为6mm的拉筋将墙体两边的钢筋拉结。竖直钢筋突出墙体两端100mm，并做100mm长的弯钩，用于与上下楼板的连接。
具体施工步骤：
步骤一，支好试件底模及外围模板，将轻质砌块放置在相应的位置，作为内模；
步骤二，在砌块与砌块的空隙内以及砌块与外模板之间的空隙内布置水平钢筋和竖向钢筋，采用拉结钢筋拉结；
步骤二，在模板内浇筑高延性混凝土。
步骤三，浇水养护。
高延性混凝土是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的建筑材料，使用其浇筑的试件，在不配置钢筋的情况下，具有较好的抗压承载力和抗震性能。采用成型的加气混凝土砌块作为内模，既方便施工，又可以减轻墙体的重量，减小地震作用下的地震力。由于面层厚度较小，为保证钢筋的保护层厚度，采用在水平肋内和竖向肋内布置水平钢筋和竖向钢筋的方式，可提高墙体的抗压承载力、抗剪承载力以及墙体的整体性。因此，在地震设防烈度较高或设防烈度较低但房屋设计的高度较高时，可采用本实施例的墙体。墙体可在工厂预制完成，减少了现场的湿作业，有利于环境保护。
实施例3：
本实施例中轻质芯材1采用加气混凝土砌块，尺寸为400mm×400mm×220mm；组合抗震墙长度为4.2m，高度为2.9m，厚度为300mm；高延性混凝土肋的厚度为50mm；高延性混凝土面层2的厚度为40mm；高延性混凝土水平肋3的竖向间距为450mm，高延性混凝土竖直肋4的水平间距均为450mm；在墙体两侧高延性混凝土面层2内，与水平肋和竖直肋对应的位置设置直径为12mm的水平钢筋和竖直钢筋；在水平钢筋和竖直钢筋的交叉位置采用1根直径为6mm的拉筋将墙体两侧的钢筋拉结。竖直钢筋突出墙体两端100mm，并做100mm长的弯钩，用于与上下楼板的连接。
具体施工步骤：
步骤一，支好试件底模及外围模板；
步骤二，将墙体一侧的钢筋按设计的位置布置；
步骤三，将轻质砌块放置在相应的位置，作为内模；
步骤四，将墙体另一侧的钢筋按设计的位置布置好；
步骤五，将墙体两侧的钢筋采用拉结钢筋拉结；
步骤六，在模板内浇筑高延性混凝土。
步骤七，浇水养护。
高延性混凝土是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的建筑材料，使用其浇筑的试件，在不配置钢筋的情况下，具有较好的抗压承载力和抗震性能。采用成型的加气混凝土砌块作为内模，既方便施工，又可以减轻墙体的重量，减小地震作用下的地震力。在面层内布置水平钢筋和竖向钢筋，可提高墙体的抗压承载力、抗剪承载力以及墙体的整体性。因此，在地震设防烈度较高或房屋设计的高度较高时，可采用本实施例的墙体。墙体可在工厂预制完成，减少了现场的湿作业，有利于环境保护。
上述实施例1～3：高延性混凝土中所用砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600型纤维，长度为8mm，直径为26μm，抗拉强度为1200MPa，弹性模量为30GPa；水泥为P.O.42.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；减水剂为减水率在30％以上的聚羧酸高效减水剂，聚羧酸减水剂为江苏博特新材料有限公司生产的-Ⅰ型聚羧酸高性能减水剂。
高延性混凝土是一种具有高强度、高延性、高韧性和高耐损伤能力的建筑材料，本实用新型利用其较高的抗压强度来承受竖向荷载，利用其较高的抗拉强度承受水平荷载；利用其较高的延性和韧性提高墙体的抗震性能，有效抑制墙体的开裂，极大地改善组合抗震墙自身的变形能力，从而显著提高抗震墙的抗震性能，有效地减轻地震作用下结构的破坏程度；利用其较高的耐损伤能力和耐久性，延长结构的使用寿命，减少甚至免去墙体强震后修复的工作。
Claims (9)
1.一种高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：包括高延性混凝土肋、高延性混凝土面层(2)和轻质芯材(1)；
所述高延性混凝土肋包括若干水平肋(3)和竖直肋(4)；
在所述水平肋(3)和竖直肋(4)围成的空间内填充有若干轻质芯材(1)；
所述高延性混凝土面层(2)将高延性混凝土肋和轻质芯材(1)包裹；
所述高延性混凝土面层(2)的厚度为10～40mm。
2.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述高延性混凝土水平肋(3)和高延性混凝土竖直肋(4)内分别设置有横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)；在所述横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)的交叉处设置拉筋(5)；所述拉筋将高延性混凝土肋两面的钢筋勾住。
3.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述高延性混凝土面层(2)内设置有横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)；所述横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)置于与高延性混凝土水平肋(3)和高延性混凝土竖直肋(4)的对应位置上；在所述横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)的交叉处设置拉筋(5)；所述拉筋将高延性混凝土肋两面的钢筋勾住。
4.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述高延性混凝土水平肋(3)的间距为200～500mm，高延性混凝土竖直肋(4)的间距为200～500mm。
5.如权利要求3所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述横向钢筋(6)和竖向钢筋(7)的直径为8～16mm。
6.如权利要求3所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述拉筋的直径为6～10mm。
7.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述高延性混凝土肋的厚度为30～50mm。
8.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述轻质芯材(1)的长和宽均为200～500mm，厚度为150～300mm。
9.如权利要求1所述的高延性混凝土-轻质芯材组合抗震墙，其特征在于：所述轻质芯材(1)采用泡沫混凝土或珍珠岩保温板。
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