CN207597642U - 一种变电站结构抗震填充墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种适用于变电站结构抗震的填充墙，该填充于墙体主体结构预留的填充墙位置内，包括混凝土砌块和包括由结构柱与结构梁组成的框架，混凝土砌块填充在框架内，框架两侧和上方与墙体主体结构之间留有缝隙，缝隙内填充有混凝土砂浆；该填充墙与主体结构属于柔性连接，避免常规填充墙在地震作用下对主体结构尤其是梁柱节点区的破坏；该填充墙具有构造简单、施工方便、震后修复方便成本低等特点，在结构抗震方面具有广阔应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程防灾减灾领域，具体涉及一种变电站结构抗震填充墙。
背景技术
近年来，自然灾害日趋严重，特别是地震，对人们的生命财产安全构成了极大威胁。因此，地震对工业与民用建筑房屋的破坏已不容小觑。这其中，有很大一部分是填充墙破坏或因填充墙引起的主体结构破坏。
建筑结构中，填充墙有功能分割和外部维护的作用，是建筑物不可分割的一部分。地震作用下，填充墙的破坏通常表现为：1、由于砌块和砂浆的抗拉强度不高、砌块和砂浆粘结强度低，较大的地震作用使填充墙体破坏呈贯通对角剪切裂缝方式，此破坏形式属于脆性破坏，填充墙只能按照耗能有限的摩擦方式耗能，非常不利于结构抗震；2、由于常规的填充墙属于刚性填充，地震作用下，常规填充墙变形能力非常差，而主体结构的变形比较大，填充墙相对于框架结构更刚。地震下，框架结构变形时梁柱节点区域受到填充墙约束而产生很大应力，刚性连接的填充墙使梁柱节点区的应力得不到释放，当此应力大于节点区混凝土强度时会造成节点区混凝土开裂或压碎。因此常规填充墙地震时会对主体结构的节点区域产生很大的应力，造成主体结构梁柱节点区域破坏。
发明内容
本发明目的在于克服现有填充墙在抗震方面的不足，提供一种抗震能力强的填充墙。
为解决上述技术问题本发明采用的技术方案为：一种变电站结构抗震填充墙，填充于墙体主体结构预留的填充墙位置内，包括混凝土砌块和包括由结构柱与结构梁组成的框架，混凝土砌块填充在框架内，框架两侧和上方与墙体主体结构之间留有缝隙，所述缝隙内填充有混凝土砂浆。
对上述技术方案的进一步设计为：所述结构柱与结构梁内均设有若干根钢筋，所述钢筋伸出结构柱或结构梁的端部，所述框架通过钢筋与墙体主体结构连接。
上述技术方案中的填充墙还包括槽型连接件，所述槽型连接件整体呈“U”字形，一侧边上设有圆形通孔，另一侧边上设有长条形通孔，长条形通孔的设置方向与结构柱或结构梁的设置方向平行，圆形通孔与长条形通孔内均设有混凝土螺钉，槽型连接件设有圆形通孔一侧边与框架连接，设有长条形通孔一侧边与墙体主体结构连接。
所述混凝土砂浆内沿缝隙的长度方向设有破坏引导缝。
所述结构柱包括位于中部的结构中柱和位于两侧的两个结构边柱，结构梁自上而下包括压顶梁、约束中梁和支撑底梁；相邻两个结构柱与相邻两个结构梁之间形成一个矩形的砌筑单元，所述砌筑单元的长度不大于1.5m。
所述结构柱的厚度与墙体厚度相同，宽度为300mm~500mm；结构梁的厚度与墙体厚度相同，高度为300mm~500mm。
墙体主体结构上设有焊接预埋件，所述钢筋与焊接预埋件焊接。
框架与墙体主体结构间缝隙的宽度不大于50mm。
本发明的有益技术效果为：
1、本发明的填充墙为装配式预制填充墙体，可实现工业化生产，现场连接浇筑快速方便，施工效率高。装配式特点可实现填充墙体破坏后可实现拆卸替换；
提高填充墙结构整体性，增强填充墙的整体刚度，减轻填充墙在地震作用下的破坏；
2、填充墙与墙体主体结构通过钢筋和槽型连接件连接，为柔性连接，释放地震作用下填充墙对框架结构梁柱节点区域应力，减小填充墙对梁柱节点区的应力，从而避免因填充墙对主体结构作用而导致的主体结构损坏；
3、混凝土砂浆中设有破换引导缝，在地震作用下，填充墙能按照预期的路径破坏，使得填充墙的破坏有规律、可控制，震后填充墙修复快速方便；
4、在地震作用下，由于填充墙的破坏使得填充墙与主体结构粘结力大幅削弱导致填充墙对主体结构的填充约束作用大大降低，因此对结构自振周期折减小，有利于结构在大震下抗震。
附图说明
图1为本发明实施例的安装结构示意图。
图2为图1中填充墙的结构示意图。
图3为图1中结构梁的结构示意图。
图4为图1中结构柱的结构示意图。
图5为图1中框架与墙体主体结构连接关系图。
图6为图1中槽型连接件结构示意图。
图7为图1中混凝土砂浆截面图。
图8为大震下填充墙与主体结构连接关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请进一步说明。
本实施例的变电站结构抗震填充墙的构造示意图如图1所示，填充墙位于墙体主体结构中由主体柱20和主体梁21围成的填充墙位置内，填充墙包括由结构柱和结构梁组成的框架10，框架10内填充混凝土砌块1，结构梁包括压顶梁2、约束中梁3和支撑底梁4，结构柱包括构造中柱5以及构造边柱6，结构柱和结构梁在主体结构填充墙位置形成框架10，框架10与墙体主体结构之间留有一定的缝隙，缝隙内用高性能混凝土砂浆9填充。框架10能有效增强填充墙的刚度，提高填充墙抗震性能，减小填充墙在地震下的破坏，避免填充墙在地震作用下X型剪切型破坏模式。框架10与墙体主体结构的缝隙使填充墙与主体结构处于柔性连接，避免地震下由于主体结构变形大而填充墙几乎不能变形产生的变形差，导致填充墙对主体结构产生较大的应力而发生的破坏。框架10与主体结构间缝隙的宽度应根据规范满足结构在大震下弹塑性变形的要求。如框架结构中填充墙与主体结构缝隙宽度不应小于1/550倍层高，考虑到填充墙与主体结构的粘结，框架10与主体结构间缝隙宽度不应大于50mm。
本实施例的填充墙的结构如图2所示，结构柱和结构梁内均设有若干根钢筋7，钢筋7的两端伸出结构柱或结构梁的端部，在框架10的外侧还设有槽型连接件8，框架10通过钢筋7和槽型连接件8与墙体主体结构连接。相邻两个结构柱与相邻两个结构梁之间形成一个矩形的砌筑单元，构造中柱5用以封闭混凝土砌块单元，将砌筑单元形成整体；构造边柱6用以分割和约束填充墙的填充砌块，防止因混凝土砌块砌筑过长导致面外刚度较弱发生变形，每个砌筑单元的长度不应大于1.5m。填充墙采用现场浇筑成型，现场施工时，支撑底梁4先浇筑到距梁顶1/2至2/3处，梁底通长钢筋绑扎到箍筋22固定，待混凝土强度达到85%以上，在框架内砌筑混凝土砌块1形成预制填充墙体，再将主体结构梁顶凿毛并用清水冲洗去除表面灰尘，将预制填充墙体吊装到框架结构墙体位置后浇筑支撑底梁4剩余梁底部分，并将钢筋7和槽型连接件8固定到墙体主体结构。
如图3和图4所示，本实施例中结构柱和结构梁的结构示意图，填充墙各结构梁和结构柱的尺寸为，厚度与墙厚相同，高度或宽度为300mm~500mm；梁内配置的钢筋为直径10mm的HRB335级钢筋。
填充墙与墙体主体结构的连接示意图如图5所示，结构柱和结构梁中的钢筋7均伸出梁柱梁端并与墙体主体结构形成可靠连接，墙体主体结构提前设置焊接预埋件，钢筋7与预埋件焊接连接。这主要是为了保证填充墙与主体结构具有一定强度的连接防止填充墙在地震作用下因连接强度不够发生整体倒塌。
图6为本实施例中槽型连接件8的结构示意图。槽型连接件8主要由“U”字形槽件11、混凝土螺钉12、圆形通孔13和长条形通孔14组成。混凝土螺钉12将槽件11有圆形通孔13的一侧边固定在填充墙内部框架上；将槽件11有长条形通孔14一端固定在主体结构上，长条形通孔的设置方向与结构柱或结构梁的设置方向平行。在地震作用下，主体结构与填充墙变形不协调产生变形差，该变形差反应在长条形通孔14竖向位移上，从而释放填充墙对主体结构应力，减小地震下填充墙对主体结构破坏。
图7为本实施例中高性能混凝土砂浆9的浇筑截面图。混凝土砂浆9在填充时要注意按缝隙长度方向沿缝隙全长均设置破坏引导缝15。破坏引导缝15“故意”弱化填充墙与主体结构缝隙部分，引导填充墙在地震下沿破坏引导缝15破坏，使填充墙破坏规律、可控，便于震后修复。
图8为本实施例的大震下填充墙与主体结构连接关系图。大震下，由于破坏引导缝存在，混凝土砂浆9中由于出现裂缝23而退出工作，填充墙与主体结构间靠填充墙内框架的钢筋7和槽型连接件8连接。此连接属于柔性连接，保证填充墙不倒塌、不发生严重破坏，同时，避免了填充墙对结构自振周期的折减，一定程度上增加结构自振周期，减小结构地震作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种变电站结构抗震填充墙，填充于墙体主体结构预留的填充墙位置内，包括混凝土砌块和包括由结构柱与结构梁组成的框架，混凝土砌块填充在框架内，其特征在于：框架两侧和上方与墙体主体结构之间留有缝隙，所述缝隙内填充有混凝土砂浆。
2.根据权利要求1所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：所述结构柱与结构梁内均设有若干根钢筋，所述钢筋伸出结构柱或结构梁的端部，所述框架通过钢筋与墙体主体结构连接。
3.根据权利要求2所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：还包括槽型连接件，所述槽型连接件整体呈“U”字形，一侧边上设有圆形通孔，另一侧边上设有长条形通孔，长条形通孔的设置方向与结构柱或结构梁的设置方向平行，圆形通孔与长条形通孔内均设有混凝土螺钉，槽型连接件设有圆形通孔一侧边与框架连接，设有长条形通孔一侧边与墙体主体结构连接。
4.根据权利要求3所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：所述混凝土砂浆内沿缝隙的长度方向设有破坏引导缝。
5.根据权利要求1所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：所述结构柱包括位于中部的结构中柱和位于两侧的两个结构边柱，结构梁自上而下包括压顶梁、约束中梁和支撑底梁；相邻两个结构柱与相邻两个结构梁之间形成一个矩形的砌筑单元，所述砌筑单元的长度不大于1.5m。
6.根据权利要求1所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：所述结构柱的厚度与墙体厚度相同，宽度为300mm~500mm；结构梁的厚度与墙体厚度相同，高度为300mm~500mm。
7.根据权利要求2所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：墙体主体结构上设有焊接预埋件，所述钢筋与焊接预埋件焊接。
8.根据权利要求1所述变电站结构抗震填充墙，其特征在于：框架与墙体主体结构间缝隙的宽度不大于50mm。
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