CN214994929U - 柔性连接框架填充墙 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了柔性连接框架填充墙。本专利包括条形钢板1‑1、柔性连接机构1‑2、角钢1‑3、混凝土柱4‑2、砌体填充墙4‑3、框架上梁5‑1、框架底梁5‑2等，并且条形钢板1‑1和角钢1‑3之间通过柔性连接机构1‑2连接，使砌体填充墙4‑3与框架之间建立柔性连接。本发明柔性连接框架填充墙的柔性连接机构能够在地震中混凝土框架发生侧移时，弹簧可以提供一定的缓冲空间，防止过度挤压而导致的填充墙的损坏。同时角钢可以保证填充墙受力均匀，使填充墙不会因角部破坏而退出工作，并且弹簧的缓冲范围也可以保证规范要求下层间位移角的要求限值。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程抗震领域，具体为一种混凝土框架结构与砌体填充墙的柔性连接构造及其连接方式。
背景技术
世界范围内填充墙框架结构因其空间布置灵活，建造方式成熟，施工方便，造价低廉等优点，已经成为一种普遍存在的中低层建筑结构形式。大量震害经验表明，填充墙框架结构在强震下极易发生破坏。而填充墙的变形和倒塌更是在震害中屡见不鲜。填充墙的破坏原因总体可归结为三点：一，填充墙自身刚度大、抗剪和抗拉能力差，承载能力低且脆性性质明显。二，填充墙与框架之间采用斜砌顶紧的刚性连接砌筑方式，这种砌筑方式可以将其整体看为一种框架组合形式，填充墙在整体结构中作为嵌入式平面内抗侧力构件发挥作用，与框架共同承受水平地震作用。但由于钢筋混凝土框架结构延性好，受力时主要发生弯曲变形，而填充墙的脆性性质使其在平面内受力时主要表现为剪切变形，墙框之间变形不协调，二者发生相互挤压时填充墙开裂退出工作，导致框架结构内力迅速增大甚至出现应力集中现象，最终导致填充墙受剪发生破坏。第三，填充墙框架结构进行抗震设计时，通常不考虑填充墙对框架结构整体刚度的影响，一般将填充墙作为分割空间的构件，认为填充墙对结构整体受力性能影响不大。这种设计方式忽视了墙框之间的互相作用，使实际结构破坏形式与设计存在差异，导致结构在地震中产生难以预测的严重破坏甚至倒塌。
《砌体结构设计规范》(GB50003-2011)规定：根据设计要求的不同，可采用开脱或不开脱的连接方式。实际中，为了简化填充墙的施工，一般采用不开脱的连接方式，导致填充墙在地震中破坏程度高于理论设计。当设计考虑抗震设防要求时，框架与填充墙的连接采用脱开或柔性连接的方式。在实际施工时，一般是在框架与填充墙之间布置拉结筋，缝隙用砂浆填抹，填充砂浆强度一般不高，避免成为刚性连接。在现场施工时，砌体砌筑到框架梁下部时，用砂浆填实。但这种方式由于可操作空间狭小，导致砂浆塞注不密实，此时墙体上端连接刚度很小，会呈现自由端趋势。《砌体填充墙构造详图(二)》(10SG614-2)中给出了两种柔性连接的方案,方案一是填充墙与框架柱完全脱开。方案二是填充墙与框架柱脱开且有水平拉结筋，留缝部分用塑性材料填充，填充墙的底部采用固端连接。这种方式有一定操作空间，但施工过程较为繁琐。
总体而言，实际中由于施工技术条件有限，填充墙与框架之间多为刚性连接，严重影响了填充墙在震灾下的使用。目前急需有效的柔性连接方式来解决震灾情况下填充墙损伤过大的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决砌体填充墙在地震情况下往复循环所导致的脆性破坏。因此提出了一种新的连接构造来连接填充墙和框架，使填充墙与框架之间为柔性连接，目的是使填充墙在保留原本作用的基础上，在地震时，减少填充墙与框架的相互挤压，保证填充墙不会因开裂退出工作。
本发明的技术方案如下所述：
柔性连接框架填充墙，包括条形钢板1-1、柔性连接机构1-2、角钢1-3、混凝土柱4-2、砌体填充墙4-3、框架上梁5-1、框架底梁5-2，
框架上梁5-1、框架底梁5-2、混凝土柱4-2构建的框架之间固定砌体填充墙4-3，并且，混凝土柱4-2上安装有条形钢板1-1，砌体填充墙4-3上安装有角钢1-3，
条形钢板1-1和角钢1-3之间通过柔性连接机构1-2连接，使砌体填充墙4-3与混凝土柱4-2之间建立柔性连接，其中，柔性连接机构1-2包括螺杆2-1、螺纹套筒2-2、滑膛套筒2-3、弹簧螺栓2-4，并且，螺纹套筒2-2的套筒内一端制有螺纹、另一端无螺纹，弹簧螺栓2-4一端焊接有弹簧，
弹簧螺栓2-4套装于滑膛套筒2-3内并且均焊接于条形钢板1-1上，螺杆2-1焊接于角钢1-3上，螺纹套筒2-2套装于滑膛套筒2-3内，并且，螺杆2-1与螺纹套筒2-2的螺纹连接，使得螺纹套筒2-2能够部分压缩弹簧螺栓2-4的弹簧，进而在震动时通过螺纹套筒2-2在滑膛套筒2-3内的缓冲滑动减少砌体填充墙4-3与混凝土柱4-2的相互挤压保证砌体填充墙4-3不会因开裂退出工作；
并且，螺纹套筒2-2在滑膛套筒2-3内缓冲滑动的位移不超出滑膛套筒2-3。
优选，还包括防火岩棉保温板4-1。
优选，防火岩棉保温板4-1填充于混凝土柱4-2与砌体填充墙4-3之间。
有益效果
本发明柔性连接框架填充墙的柔性连接机构能够在地震中混凝土框架发生侧移时，弹簧可以提供一定的缓冲空间，防止过度挤压而导致的填充墙的损坏。同时角钢可以保证填充墙受力均匀，使填充墙不会因角部破坏而退出工作，并且弹簧的缓冲范围也可以保证规范要求下层间位移角的要求限值。
而且，具有以下优点：
1.本发明弹性变形的空间满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010) 钢筋混凝土框架结构层间位移角限制1/550。
2.本发明采用的连接方式为框架与填充墙的柔性连接，减小地震时框架对填充墙的不利影响。提高填充墙的平面外稳定性。
3.避免震害时填充墙与框架之间的挤压所引起的填充墙的剪切破坏。
4.提高填充墙框架结构延性，避免整体结构的脆性破坏。
5.在震害梁柱节点出现塑形铰时，不会引起填充墙边缘破损。
6.本发明施工时有一定的操作空间，施工流程与正常施工不冲突，方便施行。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为柔性连接框架填充墙示意图。
图2为柔性连接机构1-2的分解详图。
图3为柔性连接框架填充墙连接构造分解示意图。
图4为柔性连接框架填充墙与砌体填充墙之间防火岩棉保温板连接的示意图。
图5为柔性连接框架填充墙正视图。
图6为柔性连接框架填充墙构造安装和受到侧向地震作用时的活动示意图。
附图标记：条形钢板1-1、柔性连接机构1-2、角钢1-3、防火岩棉保温板4-1、混凝土柱4-2、砌体填充墙4-3、框架上梁5-1、框架底梁5-2、螺杆2-1、螺纹套筒2-2、滑膛套筒2-3、弹簧螺栓2-4。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1 柔性连接框架填充墙
首先，搭建框架上梁5-1与框架底梁5-2，
然后，本发明柔性连接框架填充墙按下列步骤构造：
步骤1：搭设钢筋骨架，在混凝土柱4-2支模时预埋条形钢板1-1；
步骤2：浇筑混凝土制得混凝土柱4-2，在条形钢板1-1上焊接滑膛套筒2-3、弹簧螺栓2-4；
步骤3：将螺纹套筒2-2拧在弹簧螺栓2-4上一定长度使得弹簧螺栓2-4弹簧压缩，将螺杆2-1放入连接好的螺纹套筒2-2内；
步骤4：砌筑砌体填充墙4-3前两侧均完成上述步骤，然后砌筑砌体填充墙4-3，然后在砌体填充墙4-3上安装角钢1-3，并在角钢1-3上焊接螺杆2-1；
步骤5：将拧好的螺纹套筒2-2反向拧到焊接在角钢1-3的螺杆2-1上，让弹簧螺栓2-4的弹簧部分回弹，
步骤6：完成后将切割好的防火岩棉保温板4-1插入混凝土柱4-2与砌体填充墙4-3之间，缝隙处填聚氨酯密封胶。
柔性连接框架填充墙，包括条形钢板1-1、柔性连接机构1-2、角钢1-3、混凝土柱4-2、砌体填充墙4-3、框架上梁5-1、框架底梁5-2，
框架上梁5-1、框架底梁5-2、混凝土柱4-2构建的框架之间固定砌体填充墙4-3，并且，混凝土柱4-2上安装有条形钢板1-1，砌体填充墙4-3上安装有角钢1-3，
条形钢板1-1和角钢1-3之间通过柔性连接机构1-2连接，使砌体填充墙4-3与混凝土柱4-2之间建立柔性连接，其中，柔性连接机构1-2包括螺杆2-1、螺纹套筒2-2、滑膛套筒2-3、弹簧螺栓2-4，并且，螺纹套筒2-2的套筒内一端制有螺纹、另一端无螺纹，弹簧螺栓2-4一端焊接有弹簧，
弹簧螺栓2-4套装于滑膛套筒2-3内并且均焊接于条形钢板1-1上，螺杆2-1焊接于角钢1-3上，螺纹套筒2-2套装于滑膛套筒2-3内，并且，螺杆2-1与螺纹套筒2-2的螺纹连接，使得螺纹套筒2-2能够部分压缩弹簧螺栓2-4的弹簧，进而在震动时通过螺纹套筒2-2在滑膛套筒2-3内的缓冲滑动减少砌体填充墙4-3与混凝土柱4-2的相互挤压保证砌体填充墙4-3不会因开裂退出工作，
并且，螺纹套筒2-2在滑膛套筒2-3内缓冲滑动的位移不超出滑膛套筒2-3。
如图6所示，连接构造的变化1阶段为构造步骤6-1到构造步骤6-2 ，此阶段为安装阶段。
连接构造的变化2阶段为构造步骤6-2到构造步骤6-3，此阶段为受到来自图示右方向地震力时，螺纹套筒2-2压缩弹簧螺栓2-4的弹簧。
连接构造的变化3阶段为构造步骤6-2到构造步骤6-4，此阶段为受到来自图示左方向地震力时弹簧螺栓2-4的弹簧释放阶段，并且达到释放的极限值时螺纹套筒2-2不脱离滑膛套筒2-3。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.柔性连接框架填充墙，包括条形钢板、角钢、混凝土柱、砌体填充墙、框架上梁、框架底梁，
框架上梁、框架底梁、混凝土柱构建的框架之间固定砌体填充墙，并且，混凝土柱上安装有条形钢板，砌体填充墙上安装有角钢，
其特征在于还包括柔性连接机构，
条形钢板和角钢之间通过柔性连接机构连接，使砌体填充墙与混凝土柱之间建立柔性连接，其中，柔性连接机构包括螺杆、螺纹套筒、滑膛套筒、弹簧螺栓，并且，螺纹套筒的套筒内一端制有螺纹、另一端无螺纹，弹簧螺栓一端焊接有弹簧，
弹簧螺栓套装于滑膛套筒内并且均焊接于条形钢板上，螺杆焊接于角钢上，螺纹套筒套装于滑膛套筒内，并且，螺杆与螺纹套筒的螺纹连接，使得螺纹套筒能够部分压缩弹簧螺栓的弹簧，进而在震动时通过螺纹套筒在滑膛套筒内的缓冲滑动减少砌体填充墙与混凝土柱的相互挤压保证砌体填充墙不会因开裂退出工作，
并且，螺纹套筒在滑膛套筒内缓冲滑动的位移不超出滑膛套筒。
2.根据权利要求1所述柔性连接框架填充墙，其特征在于还包括防火岩棉保温板。
3.根据权利要求2所述柔性连接框架填充墙，其特征在于防火岩棉保温板4-1填充于混凝土柱与砌体填充墙之间。
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Cited By (1)
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| CN112411771A (zh) * | 2020-10-24 | 2021-02-26 | 北京中易房建筑工程有限公司 | 一种地下室外墙后浇带的钢板安装结构及施工方法 |
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