专利名称：一种拼装互锁预应力剪力墙体系及其施工方法
技术领域：
本申请涉及到一种剪力墙，更确切的说是一种拼装互锁预应力剪力墙体系。
背景技术：
目前建筑工程中剪力墙、梁、柱多为施工现场现浇而成，现浇的剪力墙由于墙和基础、梁连接方式为刚性连接，一方面限制了墙体和基础梁、框架梁间的相对位移，另一方面使得墙体具有很大的抗侧刚度，在地震荷载反复作用下，墙体中弯矩和剪力使其容易形成交叉裂缝，导致剪力墙酥裂，使墙体承载力降低，在大震中甚至被破坏，即便是震后存留下来的有损伤剪力墙，其修复工作也是很困难的，且不经济。此外，现浇剪力墙需要耗费大量模板，施工速度也受到极大的限制。本发明提供的一种拼装互锁预应力剪力墙体系，能够极大程度的提高剪力墙的抗震性能，其墙板间的结合面的存在能减少地震中墙体开裂的可能性。装配程度高，有利于机械化施工和减少模板用量，从而缩短工期。
发明内容
本发明提供一种抗震性能好、装配程度高、工期较短的拼装互锁预应力剪力墙体系O本申请涉及拼装互锁剪力墙，特将其概念阐述如下:拼装互锁剪力墙是一种预制装配的墙体，其墙体和梁、柱的连接方式不同于现浇框架剪力墙的刚性连接，而是在墙体和梁中设置通孔，通过预应力筋使用后张法连接，使得墙体和梁“非结合”的紧贴在一起。在侧向荷载作用下，墙体整体发生侧向转动，此时预应力筋受拉产生的回复力使得墙体向初始平衡中心位置回转。外力主要由预应力筋承受，墙体整体转动，其内力很小，主体部分几乎无裂缝，故自中心剪力墙在地震作用下损伤程度很低。本申请涉及基本墙板单元，特将其概念阐述如下:基本墙板单元类似于砌体结构中砌块的基本块型，是装配墙体所需所有基本墙板的集合，通过基本墙板单元的不同组合，可以装配不同尺寸的墙体。本发明专利是通过以下技术方案实现的。一种拼装互锁预应力剪力墙体系，包括预应力筋1、现浇基础梁2、瞄具4、组合墙板5、现浇柱3、现浇梁15、现浇楼板16，其特征在于:现浇基础梁2在浇筑时预留基础梁通孔12，基础梁通孔12的位置和间距应与设计图纸中的组合墙板5中的通孔11对齐。首层组合墙板5通过预应力筋I嵌于现浇基础梁2、现浇柱3形成的“凹”形框架间，张拉预应力筋I并安装瞄具4后，浇筑第一层现浇梁15、现浇楼板16和第二层现浇柱3并养护至设计强度，然后装配第二层组合墙板5，张拉预应力筋I后安装瞄具4，其余层施工同第二层。组合墙板5由若干同一类基本墙板单元装配而成，基本墙板单元以墙板间咬合面的不同分为三类:矩形咬合面基本墙板单元、圆弧形咬合面基本墙板单元和折线形咬合面基本墙板单元。每一类基本墙板单元均包含五种墙板:墙板一 8、墙板二 10、墙板三9、墙板四6和墙板五7。墙板一 8、墙板三9、墙板四6和墙板五7仅用于墙体的两端,墙板二 10沿平面水平轴的镜像与其本身相同，用于墙体的中间部分，通过增减墙板二 10及其沿着平面水平轴方向的镜像以完成不同尺寸的墙体。墙板一8和墙板三9水平方向边的中点开有竖直方向的通孔11，墙板二 10、墙板四6和墙板五7水平方向边靠近两端的两个四等分点处开有竖直方向的通孔11，孔径与墙板一 8、墙板三9的通孔相同，以保证装配时上下两墙板的通孔能对齐。每块墙板与梁、柱的交界面均为平面，而在曲面咬合面的墙板外侧边缘，均开有“L”形槽13，墙板装配拼合后，相邻的两块墙板间形成小槽14，将其用防水材料填平后可以防止外墙渗水。组合墙板5中的节点均呈“Y”形，“Y”形节点具有人体头盖骨节点特征，使得其具有良好地抗冲击性能，“Y”形节点缝隙的存在，使得地震荷载作用时，墙板间可以产生微小的斜向滑移以耗散能量，从而最大限度的降低裂缝产生的可能性。上述拼装互锁预应力剪力墙体系施工方法，依次包括下述步骤。(a)准备工作:包括组合墙板5中各种墙板、预应力筋1、瞄具4的预制准备工作和施工现场准备工作两部分。其中预制准备工作在预制工厂中进行，依据设计图纸，计算各种墙板的用量、预应力筋I的数量及单根长度和瞄具4的用量，然后预制。现场正式施工前，要清理场地，准备材料的堆放，另外还要提前做好施工场地的排水工作。(b)基础开挖:采用机械开挖快速施工，人工清方、压实和整平基础，铺上IOOmm厚的级配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作为基础垫层。(c)浇筑基础、现浇基础梁2和第一层现浇柱3:抄平放线后，搭设第一层脚手架，支基础和现浇基础梁2模板，现浇基础梁2支模时要预留基础梁通孔12，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第一层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。(d)装配首层组合墙板5:预应力筋I插入基础梁通孔12后，依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋穿过墙板中通孔11，待第一层所有墙板吊装完毕后，安装现浇基础梁底部瞄具4，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装首层顶部瞄具4，回填基础土方并夯实。(e)浇筑第一层现浇梁15、现浇楼面板16和第二层现浇柱3:支第一层现浇梁15、现浇楼面板16模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第二层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。(f)装配第二层组合墙板5:依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋I穿过墙板中通孔11，待第二层所有墙板吊装完毕后，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装第二层顶部瞄具4。(g)其他层施工:余下各层施工只需重复步骤(e)和(f)。顶层瞄具4安装完毕后，在预应力筋伸出瞄具的60_处将其剪断，然后支顶层现浇梁15和顶层现浇板16模板，浇筑混凝土，养护至设计强度后，拼装互锁预应力剪力墙体系施工完成。本发明提供的拼装互锁预应力剪力墙体系与现有技术相比具有如下特点:1、抗震性能好。2、地震作用下墙体裂缝少，损伤程度低。3、装配程度高，工期短。
4、节约墙体模板，经济性好。
图1为本发明的一个四层整体效果图；图2为本发明的三类基本墙板单元的一类，折线形咬合面基本墙板单元；图3为本发明的三类基本墙板单元的一类，矩形咬合面基本墙板单元；图4为本发明的三类基本墙板单元的一类，圆弧形咬合面基本墙板单元；图5为本发明施工方法示意图，浇筑基础、现浇基础梁和首层现浇柱；图6为本发明施工方法示意图，插入预应力筋后，装配首层组合墙板；图7为本发明施工方法示意图，浇筑第一层现浇梁、现浇楼面板和第二层现浇柱；图8为本发明施工方法示意图，装配第二层组合墙板；图9为本发明施工方法示意图，安装第二层组合墙板瞄具；图10为本发明施工方法示意图，浇筑第二层现浇梁和现浇楼面板；图11为本发明现烧基础梁底部猫具不意图；图12为本发明墙板间“Y”形节点详细构造图；图13为本发明折线形咬合面墙板五的透视图；附图标记说明如下:1-预应力筋，2-现烧基础梁，3-现烧柱，4-猫具，5-组合墙板，6_墙板四，7_墙板五，8墙板一，9_墙板二，10-墙板二，11-墙板通孔，12-基础梁通孔，13- “L”形槽，14-小槽，15-现浇梁，16-现浇楼板，17-墙板横向筋，18-墙板纵向筋
具体实施例方式下面结合实附图对本发明做进一步说明:实施例1参见附图1、附图6和附图9，一种拼装互锁预应力剪力墙体系，包括预应力筋1、现浇基础梁2、瞄具4、组合墙板5、现浇柱3、现浇梁15、现浇楼板16。留有通孔12的现浇基础梁2，与现浇柱3形成“凹”形框架，组合墙板通过预应力筋I嵌于其中，张拉预应力筋I后安装瞄具4，再浇筑第一层层的现浇梁15、现浇楼板16和第二层现浇柱3，形成新的“凹”形框架，再装配第二层组合墙板5，其他层的施工为此过程的重复。(a)准备工作:包括组合墙板5中各种墙板、预应力筋1、瞄具4的预制准备工作和施工现场准备工作两部分。其中预制准备工作在预制工厂中进行，依据设计图纸，计算各种墙板的用量、预应力筋I的数量及单根长度和瞄具4的用量，然后预制。现场正式施工前，要清理场地，准备材料的堆放，另外还要提前做好施工场地的排水工作。(b)基础开挖:采用机械开挖快速施工，人工清方、压实和整平基础，铺上IOOmm厚的级配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作为基础垫层。(C)浇筑基础、现浇基础梁2和第一层现浇柱3:参见附图5，抄平放线后，搭设第一层脚手架，支基础和现浇基础梁2模板，现浇基础梁2支模时要预留基础梁通孔12，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第一层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。
(d)装配首层组合墙板5:参见附图6，预应力筋I插入基础梁通孔12后，依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋穿过墙板中通孔11，待第一层所有墙板吊装完毕后，安装现浇基础梁底部瞄具4，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装首层顶部瞄具4，回填基础土方并穷实。(e)浇筑第一层现浇梁15、现浇楼面板16和第二层现浇柱3:参见附图7，支第一层现浇梁15、现浇楼面板16模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第二层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。(f)装配第二层组合墙板5:参见附图8，依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋I穿过墙板中通孔11，待第二层所有墙板吊装完毕后，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装第二层顶部瞄具4。(g)其他层施工:余下各层施工只需重复步骤(e)和(f)。顶层瞄具4安装完毕后，在预应力筋伸出瞄具的60_处将其剪断，然后支顶层现浇梁15和顶层现浇板16模板，浇筑混凝土，养护至设计强度后，拼装互锁预应力剪力墙体系施工完成。
权利要求
1.一种拼装互锁预应力剪力墙体系，包括预应力筋1、现浇基础梁2、瞄具4、组合墙板5、现浇柱3、现浇梁15、现浇楼板16，其特征在于:现浇基础梁2在浇筑时预留基础梁通孔12，基础梁通孔12的位置和间距应与设计图纸中的组合墙板5中的通孔11对齐。首层组合墙板5通过预应力筋I嵌于现浇基础梁2、现浇柱3形成的“凹”形框架间，张拉预应力筋I并安装瞄具4后，浇筑第一层现浇梁15、现浇楼板和第二层现浇柱3并养护至设计强度，然后装配第二层组合墙板5，张拉预应力筋I后安装瞄具4，其余层施工同第二层。
2.一种如权利要求1所述的组合墙板5，其特征在于:组合墙板5由若干同一类基本墙板单元装配而成，基本墙板单元以墙板间咬合面的不同分为三类:矩形咬合面基本墙板单元、圆弧形咬合面基本墙板单元和折线形咬合面基本墙板单元。
3.一种如权利要求1或者2所述的组合墙板5，其特征在于:每一类基本墙板单元均包含五种墙板:墙板一 8、墙板二 10、墙板三9、墙板四6和墙板五7。墙板一 8、墙板三9、墙板四6和墙板五7仅用于墙体的两端，墙板二 10沿平面水平轴的镜像与其本身相同，用于墙体的中间部分，通过增减墙板二 10及其沿着平面水平轴方向的镜像以完成不同尺寸的墙体。
4.一种如权利要求1或者2或者3所述的组合墙板5，其特征在于:墙板一 8和墙板三9水平方向边的中点开有竖直方向的通孔11，墙板二 10、墙板四6和墙板五7水平方向边靠近两端的两个四等分点处开有竖直方向的通孔11，孔径与墙板一 8、墙板三9的通孔相同，以保证装配时上下两墙板的通孔 能对齐。
5.一种如权利要求1或者2或者3所述的组合墙板，其特征在于:每块墙板与梁、柱的交界面均为平面，而在曲面咬合面的墙板外侧边缘，均开有“L”形槽13，墙板装配拼合后，相邻的两块墙板间形成小槽14，将其用防水材料填平后可以防止外墙渗水。
6.一种如权利要求1或者2或者3所述的组合墙板，其特征在于:组合墙板5中的节点均呈“Y”形，“Y”形节点具有人体头盖骨节点特征，使得其具有良好地抗冲击性能，“Y”形节点缝隙的存在，使得地震荷载作用时，墙板间可以产生微小的斜向滑移以耗散能量，从而最大限度的降低裂缝产生的可能性。
7.一种拼装互锁预应力剪力墙体系施工方法，其特征在于:依次包括下述步骤: (a)准备工作:包括组合墙板5中各种墙板、预应力筋1、瞄具4的预制准备工作和施工现场准备工作两部分。其中预制准备工作在预制工厂中进行，依据设计图纸，计算各种墙板的用量、预应力筋I的数量及单根长度和瞄具4的用量，然后预制。现场正式施工前，要清理场地，准备材料的堆放，另外还要提前做好施工场地的排水工作。
(b)基础开挖:采用机械开挖快速施工，人工清方、压实和整平基础，铺上IOOmm厚的级配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作为基础垫层。
(c)浇筑基础、现浇基础梁2和第一层现浇柱3:抄平放线后，搭设第一层脚手架，支基础和现浇基础梁2模板，现浇基础梁2支模时要预留基础梁通孔12，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第一层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。
(d)装配首层组合墙板5:预应力筋I插入基础梁通孔12后，依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋穿过墙板中通孔11，待第一层所有墙板吊装完毕后，安装现浇基础梁底部瞄具4，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装首层顶部瞄具4，回填基础土方并夯实。(e)浇筑第一层现浇梁15、现浇楼面板16和第二层现浇柱3:支第一层现浇梁15、现浇楼面板16模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。支第二层现浇柱3模板，浇筑完毕后用振动棒振捣密实，待混凝土养护至设计强度后，拆卸模板。
Cf)装配第二层组合墙板5:依据设计图纸将各墙板吊装，使预应力筋I穿过墙板中通孔11，待第二层所有墙板吊装完毕后，张拉各预应力筋I至设计应力后，安装第二层顶部瞄具4。
(g)其他 层施工:余下各层施工只需重复步骤(e)和(f)。顶层瞄具4安装完毕后，在预应力筋伸出瞄具的60_处将其剪断，然后支顶层现浇梁15和顶层现浇板16模板，浇筑混凝土，养护至设计强度后，非结合自中心预应力剪力墙体系施工完成。
全文摘要
本发明公开了一种拼装互锁预应力剪力墙体系，包括预应力筋1、现浇基础梁2、瞄具4、组合墙板5、现浇柱3、现浇梁15、现浇楼板16。留有通孔12的现浇基础梁2，与现浇柱3形成“凹”形框架，组合墙板5通过预应力筋1嵌于其中，张拉预应力筋1后安装瞄具4，再浇筑第一层层的现浇梁15、现浇楼板16和第二层现浇柱3，形成新的“凹”形框架，再装配第二层组合墙板5，其他层的施工为此过程的重复。本发明提供了这种拼装互锁预应力剪力墙体系的施工方法，依次包括以下步骤(a)准备工作。(b)基础开挖(c)浇筑基础、现浇基础梁2和第一层现浇柱3。(d)装配首层组合墙板5。(e)浇筑第一层现浇梁15、现浇楼面板16和第二层现浇柱3。(f)装配第二层组合墙板5。(g)其他层施工。
文档编号E04C2/30GK103088939SQ20131003369
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者黄靓, 陈永亮, 王天凤, 许利文, 许仲远, 张怀安, 许颀, 江超 申请人:湖南大学