一种内藏人字形梯格钢筋填充墙及做法
【专利摘要】内藏人字形梯格钢筋的填充墙及做法，属于防震减灾【技术领域】。填充墙位于框架结构中；该填充墙由消能条带、混凝土砌块、混凝土框架、预留拉接筋、梯格钢筋网斜撑构成。制作时按照设计将混凝土框架和斜撑按照普通框架制作完毕，同时预留拉接筋制作成形。竖向消能条带的存在，既在地震中防止填充墙破坏框架结构，消耗地震能量；又可以和框架柱紧密接触，节省施工工序；人字形梯格钢筋网斜撑提高了墙体的抗剪能力，增强墙体的整体性，提高耗能能力；内藏人字形梯格钢筋的填充墙充分利用了斜撑部分和砌体结构的耗能能力，轻质材料可以是工业废弃物制作，起到生态环保的作用，适合用于混凝土框架结构中，应用前景广阔。
【专利说明】一种内藏人字形梯格钢筋填充墙及做法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内藏人字形梯格钢筋填充墙及做法，属于一种新型实用、造价低廉且适用于框架结构住宅的带人字形梯格钢筋和竖向消能条带的填充墙制作方法。
【背景技术】
[0002]地震是严重危害人类的自然灾害之一，它具有突发性、区域性和破坏性等特点。近年来我国正处于地震多发期，仅2006年就发生了 17次地震灾害，其中汶川地震，造成的经济损失就多达6451亿元，死伤人数达十余万。震害表明，经过抗震设防的工程结构总体抗震性能大幅提高，有效地减轻了地震灾害，但同时也表明抗震设计还存在许多问题，譬如，对于框架结构抗震设计中未考虑填充墙在地震中对结构有较大影响；经过抗震设计的框架结构未能出现延性较好的“强柱弱梁”破坏模式等等。
[0003]由于多年来，研究人员主要致力于主体结构抗震性能的研究，而对填充墙等非结构构件对结构抗震性能的影响研究相对较少，以及墙、框相互作用的复杂性和不确定性等，给结构抗震分析带来了困难，因此在结构计算和分析中通常将填充墙框架结构简化为空框架结构，并对周期进行折减粗略地考虑填充墙的刚度贡献，这种处理方式并不能真实地反映实际结构的抗震性能，例如:填充墙与框架的相互作用改变了主体结构的内力分布；填充墙增大了框架结构的抗侧刚度，减小了结构的自振周期，增大了设计地震作用。填充墙带来上述不利影响的同时，也能够改善主体结构的抗震性能。首先填充墙作为抗震设防第一道防线，在强烈地震下通过整体破坏或倒塌耗散地震能量，减轻作用在主体结构上的地震作用；其次填充墙能够提高结构的抗侧刚度，减小结构侧向变形，避免了主体结构过早破坏；最后填充墙作用相当于斜撑，分担了一部分地震内力，从而减小了框架结构的地震内力。
[0004]从以往地震和试验中发现混凝土框架两种典型的破坏模型:对角开裂破坏和角部压碎破坏。随着对框架填充墙的整体性研究进展，出现了不同的简化填充墙的计算模型:例如等效单杆斜撑模型、三支杆模型和六支杆模型。根据不同的模型的原理和实际墙体的破坏，可以通过内藏斜撑的方式来明确墙体框架结构的传力方式,斜撑更兼有剪力墙和框架结构的双重优点，有利于抗震要求。
[0005]填充墙通常包括砖墙、空心砖墙或轻质混凝土砌块墙等，一般砌在浇筑好的钢筋混凝土框架或钢框架内，在墙体顶部的结构梁下留出150-200_高的空隙，用砌块斜顶补砌填实。汶川地震发生后，我国的专家及学者对震害进行了仔细的调查和研究，发现许多带有填充墙的钢筋混凝土框架结构遭遇到了不同程度的破坏，其中部分墙体几乎整体倒塌，钢筋混凝土柱断裂。有些专家和学者提出建议，钢筋混凝土框架结构的填充墙宜于周边柱脱开或采用柔性连接。目前在实际工程中一般是在填充墙顶部与框架梁之间采取立式斜砌等方式避免竖向共同工作之外，在墙体的侧边与结构柱之间留有15mm至20mm的空隙，在空隙内部塞入柔性填充材料,还没有其他更合适的办法保证填充墙两侧与框架柱柔性连接。采用这种构造处理的问题是，由于墙体侧边与结构不直接硬接触，降低了填充墙的平面外稳定，即使增设更多的拉接钢筋将填充墙与主体结构进行连接，也很难保证墙体平面外的稳定性，同时带来了装修及维护上的问题，而且损失了墙体本身的抵抗地震作用的能力。因此研究更好的填充墙中内藏斜撑耗能以及填充墙与框架连接耗能的方式，具有重要的社会价值和经济效益。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种具有构造简单、造价低廉、施工方便、减少施工工序、传力路线明确、能充分利用砌体结构承载力来提高框架结构的抗震性能等优点的内藏人字形梯格钢筋填充墙及制作方法。期解决框架结构中填充墙受力复杂、和框架连接较差、整体性不强、填充墙强度没有被充分利用以及填充墙在地震中对框架结构本身的损害等问题。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]内藏人字形梯格钢筋填充墙，主要由消能条带1、混凝土砌块2、混凝土框架3、预留拉接筋4、梯格钢筋网斜撑5组成；其特征在于:混凝土框架3为普通混凝土结构或者再生混凝土结构，框架填充墙的两侧带有竖向消能条带I ;消能条带I和混凝土砌块2用马牙槎连接；混凝土框架3的框架柱内预留拉接钢筋4，梯格钢筋网斜撑5为人字形，所述梯格钢筋网斜撑5位于混凝土框架3内，且人字形的开口位于混凝土框架3的下端；梯格钢筋网斜撑5和混凝土框架(3)同时施工完成后再进行浇筑形成混凝土砌块2 ;所述拉接钢筋4与混凝土砌块2内的拉接筋连接；混凝土框架3浇筑完成后，墙体由消能条带I和混凝土砌块2按层砌筑，即构成内藏人字形梯格钢筋的填充墙。
[0009]所述消能条带I除去马牙槎搭接部分水平宽度为100mm。
[0010]所述预留拉接筋4在浇筑混凝土框架3时预留在柱的三分点处。
[0011 ] 所述梯格钢筋网斜撑5为人字形，底部人字形开口处在消能条带I的边缘，其与混凝土框架3的框架柱没有直接连接。
[0012]所述的消能条带I有轻质材料构成；所述的轻质材料为抗压强度为2MPa_5MPa之间的轻质材料，包括发泡水泥砖、轻质砖、粉煤灰砌块。
[0013]所述的轻质材料I和混凝土砌块2的弹性模量比值在1:6至1:4之间。
[0014]所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙的做法，制作顺序如下:
[0015]I)制作混凝土框架3、混凝土框架3内的人字形的梯格钢筋网斜撑5及预留拉接钢筋4，拉接钢筋4在混凝土框架3的框架柱内；
[0016]2)砌筑填充墙，在混凝土框架3的两侧设置消能条带1，梯格钢筋网斜撑5位于两侧的消能条带I之间，在消能条带I之间砌筑混凝土砌块2,消能条带I和混凝土砌块2用马牙槎连接；消能条带I和混凝土砌块2分层砌筑；
[0017]3)梯格钢筋网斜撑5的人字形钢筋的两端伸入混凝土框架3的上下框架梁。
[0018]所述的拉接钢筋4位于混凝土框架3的框架柱内；拉接钢筋4位于混凝土框架3的框架柱的三分点处。
[0019]本发明可以取得如下有益效果:
[0020]斜撑的增加，加强的墙体的整体性能、传力的路线在墙体中明确、增加斜撑降低了墙体整体倒塌的可能性，有了更好的消能减震作用；轻质材料在应用与砌体填充墙的连接，直接和框架柱贴紧，与用发泡胶弥补砌体与柱之间缝隙相比，能简化施工的工序；竖向的轻质材料有一定的强度可以和墙体一起在地震初期起消能减震的作用；在较大地震作用下又能挤压破坏，防止与框架柱挤压过大而破坏框架柱；墙体和框架柱采用拉接筋连接，加强填充墙和框架的整体性能，从多方面提升房屋的抗震消能的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为内藏人字形梯格钢筋填充墙中梯格钢筋网和消能条带位置；
[0022]图2拉接筋位置处的水平截面俯视图；
[0023]图3梯格钢筋网和斜撑的简图。
[0024]图中:1、消能条带，2、混凝土砌块，3、混凝土框架，4、拉接钢筋，5、梯格钢筋网。【具体实施方式】:
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对于本发明作进一步说明:
[0026]内藏人字形梯格钢筋填充墙，主要由消能条带1、混凝土砌块2、混凝土框架3、预留拉接筋4、梯格钢筋网斜撑5组成；混凝土框架3为普通混凝土结构或者再生混凝土结构，框架填充墙的两侧带有竖向的消能条带I ;消能条带I和混凝土砌块2用马牙槎连接；混凝土框架3的框架柱内预留拉接钢筋4，梯格钢筋网斜撑5为人字形，所述梯格钢筋网斜撑5位于混凝土框架3内，且人字形的开口位于混凝土框架3的下端；梯格钢筋网斜撑5和混凝土框架(3)同时施工完成后再进行浇筑形成混凝土砌块2;所述拉接钢筋4与混凝土砌块2内的拉接筋连接；混凝土框架3浇筑完成后，墙体由消能条带I和混凝土砌块2按层砌筑，即构成内藏人字形梯格钢筋的填充墙。
[0027]所述消能条带I除去马牙槎搭接部分水平宽度为100mm。
[0028]所述预留拉接筋4在浇筑混凝土框架3时预留在柱的三分点处。
[0029]所述预留拉接筋4在混凝土框架柱浇筑时预留，要有足够的锚固长度。
[0030]所述梯格钢筋网斜撑5为人字形，底部人字形开口处在消能条带I的边缘，其与混凝土框架3的框架柱没有直接连接。
[0031]所述的消能条带I有轻质材料构成；所述的轻质材料为抗压强度为2MPa_5MPa之间的轻质材料，包括发泡水泥砖、轻质砖、粉煤灰砌块。
[0032]所述的轻质材料I和混凝土砌块2的弹性模量比值在1:6至1:4之间。
[0033]内藏人字形梯格钢筋的填充墙的做法，其特征在于:制作顺序如下:
[0034]I)制作混凝土框架3、混凝土框架3内的人字形的梯格钢筋网斜撑5及预留拉接钢筋4，拉接钢筋4在混凝土框架3的框架柱内。
[0035]2)砌筑填充墙，在混凝土框架3的两侧设置消能条带1，梯格钢筋网斜撑5位于两侧的消能条带I之间，在消能条带I之间砌筑混凝土砌块2,消能条带I和混凝土砌块2用马牙槎连接；消能条带I和混凝土砌块2分层砌筑。
[0036]3)梯格钢筋网斜撑5的人字形钢筋的两端伸入上下框架梁。
[0037]填充墙的砌筑要保证轻质耗能材料和混凝土砌块的良好连接，防止出现竖向通缝。
[0038]所述的拉接钢筋4位于混凝土框架3的框架柱内；拉接钢筋4位于混凝土框架3的框架柱的三分点处。 [0039] 以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
【权利要求】
1.内藏人字形梯格钢筋填充墙，主要由消能条带(I)、混凝土砌块(2)、混凝土框架(3)、预留拉接筋(4)、梯格钢筋网斜撑(5)组成；其特征在于:混凝土框架(3)为普通混凝土结构或者再生混凝土结构，框架填充墙的两侧带有竖向的消能条带(I);消能条带(I)和混凝土砌块(2)用马牙槎连接；混凝土框架(3)的框架柱内预留拉接钢筋(4)，梯格钢筋网斜撑(5)为人字形，所述梯格钢筋网斜撑(5)位于混凝土框架(3)内，且人字形的开口位于混凝土框架(3)的下端；梯格钢筋网斜撑(5)和混凝土框架(3)同时施工完成后再进行浇筑形成混凝土砌块(2);所述拉接钢筋(4)与混凝土砌块(2)内的拉接筋连接；混凝土框架(3)浇筑完成后，墙体由消能条带(I)和混凝土砌块(2)按层砌筑，即构成内藏人字形梯格钢筋的填充墙。
2.根据权利I要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙，其特征在于:所述消能条带(O除去马牙槎搭接部分水平宽度为100mm。
3.根据权利I要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙，其特征在于:所述预留拉接筋(4)在浇筑混凝土框架(3)时预留在柱的三分点处。
4.根据权利I要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙，其特征在于:所述梯格钢筋网斜撑(5)为人字形，底部人字形开口处在消能条带(I)的边缘，其与混凝土框架(3)的框架柱没有直接连接。
5.根据权利I要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙，其特征在于:所述的消能条带(I)由轻质材料构成；所述的轻质材料为抗压强度为2MPa-5MPa之间的轻质材料，包括发泡水泥砖、轻质砖、粉煤灰砌块。
6.根据权利I要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙，其特征在于:所述的轻质材料(I)和混凝土砌块(2 )的弹性模量比值在1:6至1:4之间。
7.根据权利要求1至权利要求6任意一项权利要求所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙的做法，其特征在于:制作顺序如下: 1)制作混凝土框架(3)、混凝土框架(3)内的人字形的梯格钢筋网斜撑(5)及预留拉接钢筋(4)，拉接钢筋(4)在混凝土框架(3)的框架柱内； 2)砌筑填充墙，在混凝土框架(3)的两侧设置消能条带(1)，梯格钢筋网斜撑(5)位于两侧的消能条带(I)之间，在消能条带(I)之间砌筑混凝土砌块(2 )，消能条带(I)和混凝土砌块(2)用马牙槎连接；消能条带(I)和混凝土砌块(2)分层砌筑； 3)梯格钢筋网斜撑(5)的人字形钢筋的两端伸入混凝土框架(3)的上下框架梁。
8.根据权利要求7所述的内藏人字形梯格钢筋的填充墙的做法，其特征在于:所述的拉接钢筋(4)位于混凝土框架(3)的框架柱内；拉接钢筋(4)位于混凝土框架(3)的框架柱的三分点处。
【文档编号】E04B2/02GK103883033SQ201310733906
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】董宏英, 张力嘉, 曹万林, 张思 申请人:北京工业大学