一种有利于结构抗震的装配式砌块及其填充墙结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种有利于结构抗震的装配式砌块及其填充墙结构，所述有利于结构抗震的装配式砌块包括砌块本体，所述砌块本体的上表面上设有凸块，所述砌块本体的下表面向内部设有凹槽，所述上表面与下表面相对，所述凹槽的深度不小于所述凸块的高度，所述凹槽的宽度不小于所述凸块的宽度；所述凸块设有至少两个通孔，所述通孔从凸块经过砌块本体的内部贯穿到凹槽的底部。采用本实用新型的技术方案，材料简单，制作方便，砌筑时无需砂浆；便于施工，施工方法简单，可以自定义安装；增加主体结构的抗震与减震能力，起到很好的吸能减震的效果，利于产业化建筑的普及，及保证建筑抗震安全。
【专利说明】
一种有利于结构抗震的装配式砌块及其填充墙结构
技术领域
[0001]本实用新型属于土木工程消能减震技术领域，尤其涉及一种有利于结构抗震的装配式砌块及其填充墙结构。
【背景技术】
[0002]建筑业是国民经济发展的主要产业之一，产业化节能建筑是推动建筑业向前发展、节约能源资源、生态环保可持续发展的一项重要举措。我国和全球地震多发，而我国的高层建筑所占比例很大，我国的建筑由于采用与主体结构相连接，影响了主体结构的局部刚度，不利于增强结构抗震。而现有适应建筑结构变形的墙体太过复杂，造价高，且不利于产业化建筑的普及保证建筑抗震安全。
【实用新型内容】
[0003]针对以上技术问题，本实用新型公开了一种有利于结构抗震的装配式砌块及其填充墙结构，材料简单，制作方便，便于施工，完全可以自定义安装，增加了主体结构的抗震与减震能力，起到很好的吸能减震的效果。
[0004]对此，本实用新型的技术方案为:
[0005]—种有利于结构抗震的装配式砌块，包括砌块本体，所述砌块本体的上表面上设有凸块，所述砌块本体的下表面向内部设有凹槽，所述上表面与下表面相对，所述凹槽的深度不小于所述凸块的高度，所述凹槽的宽度不小于所述凸块的宽度;所述凸块设有至少两个通孔，所述通孔从凸块经过砌块本体的内部贯穿到凹槽的底部。
[0006]采用所述有利于结构抗震的装配式砌块进行墙体的砌筑时，只需要砌块之间层层错缝搭接，上层砌块的凹槽与下层砌块的凸块卡接配合，可很方便的砌成墙体，在砌墙时，用砌块连接件贯穿入上、下层砌块的通孔，当地震发生时，相邻层在水平方向运动产生摩擦从而达到减振的作用，形成类似调频质量阻尼器(TMD)能在一定程度上衰减地震反应，从而达到吸能减震的作用。采用此技术方案，材料简单，制作方便，砌块在进行砌筑时无需砂浆，施工方便。
[0007]优选的，所述凸块位于所述上表面的中部，所述凹槽位于所述下表面的中部。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述凸块长度方向的中轴线、凹槽长度方向的中轴线与所述砌块本体长度方向的中轴线在一个平面内。采用此技术方案，所述砌块本体为一个对称体，这种便于砌成规整的墙体，且没有方向性，施工更加方便，大大降低了难度。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述上表面的长度为L，所述凸块的长度与所述上表面的长度相同，所述凸块的高度为1/4?1/3L，所述凸块的宽度为1/5?1/3L。采用此技术方案，将其砌筑成墙体时，结构更加稳定，起到更好的抗震与减震能力。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述通孔为方形孔。采用此技术方案，便于施工，且适合于很多种形状的砌块连接件，且与圆柱形的砌块连接件配合后孔内还有多余空间，便于砌块连接件的变形和移动，当地震发生时，便于相邻层在水平方向运动，产生摩擦，从而达到减振的作用。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述通孔为2个，所述2个通孔沿长度方向排列。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述通孔为方形孔或圆孔。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述有利于结构抗震的装配式砌块为加气混凝土砌块。采用此技术方案，材料简单，制作方便，且大大降低了重量，更加方便施工。
[0014]本实用新型还公开了一种有利于结构抗震的装配式砌块填充墙，包括填充墙本体，所述填充墙本体采用砌块砌成，所述砌块为如上所述的有利于结构抗震的装配式砌块，所述砌块的凹槽与相邻下方的砌块的凸块相互配合，所述砌块之间层层错缝搭接，所述填充墙本体的底部设有砌块连接件，所述砌块连接件的一端与地面连接，所述砌块连接件依次从所述砌块的凹槽底部的通孔穿入，从所述砌块的凸块顶部穿出；所述砌块连接件的另一端与房顶上梁连接。其中，所述砌块连接件为穿过所述砌块内的通孔，连接砌块，所述砌块连接件的两端并分别为地面和房顶上梁连接的连接件。优选的，所述砌块连接件具有一定的柔韧性，其能增加主体结构的抗震与减震能力，起到吸能减震的效果。
[0015]采用此技术方案，当地震发生时，相邻层在水平方向运动产生摩擦从而达到减振的作用，这种预制墙体类似于调频质量阻尼器(TMD)，从而增加主体结构的抗震与减震能力，起到吸能减震的效果。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述填充墙本体的顶部设有与房顶上梁固定连接的顶板，所述砌块连接件的另一端与所述顶板连接。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述顶板与房顶上梁采用螺栓固定连接。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述砌块连接件的另一端设有连接口，所述顶板设有挂钩，所述挂钩与所述连接口连接。
[0019]作为本实用新型的进一步改进，所述填充墙本体的上部设有上部档板，所述上部档板包括相互连接的水平档板面和竖直挡板面，所述水平挡板面与房顶上梁固定连接，所述竖直挡板面与所述填充墙本体顶部的砌块的外侧面连接;优选的，所述竖直挡板面与所述填充墙本体顶部的砌块的外侧面接触或粘结。
[0020]作为本实用新型的进一步改进，所述水平挡板面与房顶上梁用螺栓固定连接。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述填充墙本体的底部设有与地面固定连接的底板，所述填充墙本体的踢脚处设有L形的下部挡板，所述砌块连接件与所述底板连接，所述下部挡板L形的竖直部分与所述填充墙本体连接，所述下部挡板L形的底部与地面固定连接。优选的，所述下部挡板L形的竖直部分与所述填充墙本体接触或粘结。
[0022]作为本实用新型的进一步改进，所述底板与地面采用螺栓固定连接。
[0023]作为本实用新型的进一步改进，所述下部挡板、上部档板的材质为橡胶。
[0024]作为本实用新型的进一步改进，所述砌块连接件为塑料管，所述底板上设有用于所述砌块连接件伸入并竖立的固定孔，所述地面设有与所述砌块连接件配合的预留安装孔，所述砌块连接件穿过固定孔伸入到预留安装孔中与预留安装孔配合;所述砌块连接件的顶部的侧壁设有固定孔，所述顶板设有挂钩，所述挂钩与所述固定孔连接。采用此技术方案，塑料管具有一定变形性，在地震发生时，使砌块连接件与砌块形成的整体结构类似于调频质量阻尼器(TMD)，能在一定程度上起到更好的衰减地震反应，从而达到吸能减震的作用。
[0025]作为本实用新型的进一步改进，所述地面设有与所述塑料管配合的预留安装孔；优选的，所述预留安装孔的口径不小于所述塑料管的外径。采用此技术方案，特别是预留孔洞口径比塑料管的外径稍大，这样，在地震发生时，塑料管与砌块形成的整体结构更类似于调频质量阻尼器(TMD)，能在一定程度上起到更好的衰减地震反应，从而达到吸能减震的作用。
[0026]作为本实用新型的进一步改进，所述预留安装孔的长度为1/6L~1/8L，宽度为1/8L?1/10L。采用此技术方案，根据砌块的大小设置预留安装孔的口径，使填充墙本体的结构更加稳定。
[0027]作为本实用新型的进一步改进，所述塑料管的顶部的侧壁设有固定孔，所述顶板设有挂钩，所述挂钩与所述固定孔连接。
[0028]作为本实用新型的进一步改进，所述砌块连接件为钢绞线或形状记忆合金线或碳纤维线，所述底板上设有固定钩，所述砌块连接件的一端与所述固定钩固定连接;所述砌块连接件的另一端与所述挂钩固定连接。采用此技术方案，钢绞线具有很好的柔韧性，在地震发生时，砌块连接件与砌块在平面外形成类似的调频质量阻尼器(TMD)，能在一定程度上起到减小面外地震响应的作用，增强结构面外稳定性。
[0029]优选的，所述钢绞线的长度大于上下底高度。采用该技术方案，钢绞线的长度可在震动中随时调节，更加方便安装，同时在一定程度上起到更好的衰减地震反应，从而达到吸能减震的作用。
[0030]与现有技术相比，本实用新型的有益效果为:
[0031]第一，采用本实用新型的技术方案，材料简单，制作方便，砌筑时无需砂浆;便于施工，施工方法简单，业主无需请装修公司，完全可以自定义安装。
[0032]第二，采用本实用新型的技术方案，这种预制墙体面内类似于摩擦型阻尼器，面外类似于调谐质量阻尼器(TMD)，从而增加主体结构的抗震与减震能力，起到很好的吸能减震的效果;尤其是采用橡胶材质的上部挡板和下部挡板，挡板隔音效果好且能充当阻尼器，从而达到更好的吸能减震的效果。
[0033]第三，采用本实用新型的技术方案，施工周期短，成本低，适合产业化发展，利于产业化建筑的普及，及保证建筑抗震安全。
【附图说明】
[0034]图1是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块的结构示意图。
[0035]图2是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的立体结构示意图。
[0036]图3是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的平面结构示意图。
[0037]图4是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的顶部截面的结构示意图。
[0038]图5是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的底部截面的结构示意图。
[0039]图6是本实用新型一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙后的结构示意图。
[0040]图7是本实用新型另一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的立体结构示意图。
[0041]图8是本实用新型另一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的顶部连接方式的结构示意图。
[0042]图9是本实用新型另一种实施例的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的底部截面的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
[0044]实施例1
[0045]如图1所示，一种有利于结构抗震的装配式砌块，包括砌块本体I，所述砌块本体I的上表面上设有凸块2，所述凸块2位于所述上表面的中部，所述砌块本体I的下表面向内部设有凹槽3，所述上表面与下表面相对，所述凹槽3位于所述下表面的中部，所述凹槽3的深度不小于所述凸块2的高度，所述凹槽3的宽度不小于所述凸块2的宽度;所述凸块2设有至少两个通孔4，所述通孔4从凸块2经过砌块本体I的内部贯穿到凹槽3的底部。所述凸块2长度方向的中轴线、凹槽3长度方向的中轴线与所述砌块本体I长度方向的中轴线在一个平面内。所述砌块本体I的长度为L，所述凸块2的长度与所述砌块本体I的长度相同，也为L;所述凸块2的高度为1/4?1/3L，所述凸块2的宽度为1/5?1/3L。所述通孔4为方形孔。所述通孔4为2个，所述2个通孔4沿长度方向排列。所述有利于结构抗震的装配式砌块为加气混凝土砌块。
[0046]实施例2
[0047]如图1?图6所示，一种有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，包括填充墙本体21，所述填充墙本体21采用砌块砌成，所述砌块为实施例1所述的有利于结构抗震的装配式砌块，所述砌块本体I的凹槽3与相邻下方的砌块本体I的凸块2相互配合，所述砌块本体I之间层层错缝搭接，所述填充墙本体21的底部设有竖立的支撑杆22，所述支撑杆22的底部与地面23连接，所述地面23设有与所述支撑杆22配合的预留安装孔，所述预留安装孔未在图中示出；所述预留安装孔的口径不小于所述支撑杆22的外径。所述预留安装孔的长度为1/6L~1/8L，宽度为1/8L~1/10L。所述支撑杆22依次从所述砌块本体I的凹槽3底部的通孔4穿入，从所述砌块本体I的凸块2顶部穿出。
[0048]如图4所示，所述填充墙本体21的顶部设有与房顶上梁24固定连接的顶板25，所述支撑杆22的上部的侧壁设有固定孔221，所述顶板25设有挂钩251，所述挂钩251与所述固定孔221连接。所述顶板25与房顶上梁24采用螺栓26固定连接。所述填充墙本体21的顶部还设有上部档板27，所述填充墙本体21的两面都设有上部档板27，所述上部档板27包括相互连接的水平档板面271和竖直挡板面272，所述水平挡板面271与房顶上梁24用螺栓26固定连接，所述竖直挡板面272与所述填充墙本体21顶部的砌块本体I的两外侧面连接。
[0049]如图5所示，所述填充墙本体21的底部设有与地面23固定连接的底板28，所述填充墙本体21的前后两外侧面的踢脚处设有L形的下部挡板29，所述底板28上设有用于所述支撑杆22伸入并竖立的固定孔，所述下部挡板29的L形竖直部分与所述填充墙本体21连接，所述下部挡板29的L形底部与地面23用螺栓26固定连接。安装好的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的结构示意图如图6所示。优选的，所述上部挡板27的材质为橡胶;所述下部挡板29的材质为橡胶，所述支撑杆22为PVC管。
[0050]实施例3
[0051]如图1、图7?图9所示，一种有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，包括填充墙本体31，所述填充墙本体31采用砌块砌成，所述砌块为实施例1所述的有利于结构抗震的装配式砌块，所述砌块本体I的凹槽3与相邻下方的砌块本体I的凸块2相互配合，所述砌块本体I之间层层错缝搭接，所述填充墙本体31的底部设有钢绞线32，所述填充墙本体31的底部设有与地面23固定连接的底板38，所述底板38上设有固定钩381，所述钢绞线32的一端与固定钩381固定连接;所述钢绞线32依次从所述砌块本体I的凹槽3底部的通孔4穿入，从所述砌块本体I的凸块2顶部穿出。
[0052]如图7和图8所示，所述填充墙本体31的顶部设有与房顶上梁24固定连接的顶板35，所述顶板35设有挂钩351，所述钢绞线32的另一端与所述挂钩351固定连接。所述顶板35与房顶上梁24采用螺栓26固定连接。所述填充墙本体31的顶部还设有上部档板37，所述上部档板37包括相互连接的水平档板面371和竖直挡板面372，所述水平挡板面371与房顶上梁24用螺栓26固定连接，所述竖直挡板面372与所述填充墙本体31顶部的砌块本体I的前后两外侧面连接。
[0053]如图9所示，所述填充墙本体31的踢脚处设有L形的下部挡板39，所述下部挡板39的L形竖直部分与所述填充墙本体31连接，所述下部挡板39的L形底部与地面23用螺栓26固定连接。安装好的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙的结构示意图参考图6所示。所述上部挡板37的材质为橡胶;所述下部挡板39的材质为橡胶。
[0054]对实施例2和实施例3的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙进行测试，实施例2的结构等效阻尼比达到10%以上，实施例3的结构等效阻尼比达到15%以上;实施例2的结构在罕遇地震作用下，层间位移角减小30%，实施例3的结构在罕遇地震作用下，层间位移角减小50%。而现有技术一般的填充墙的结构等效阻尼比一般在4%左右，由此可见，采用本实用新型的技术方案，有效增强了结构面内抗震性能。
[0055]同时，对实施例2和实施例3的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙进行面外挠度/墙体高度的分析测试，面外挠度/墙体高度是反映面外挠度的一个非常重要的指标。该指标越大，说明墙体面外稳定性越好。
[0056]实施例2的面外挠度/墙体高度达到5.8%，实施例3的面外挠度/墙体高度达到8.3%。而对于传统有砂浆砌筑的填充墙而言，在确保墙体正常工作的前提下，该指标通常小于1%。由此可见，采用本本实用新型的技术方案，大大提升了填充墙面外稳定性。
[0057]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种有利于结构抗震的装配式砌块，其特征在于:包括砌块本体，所述砌块本体的上表面上设有凸块，所述砌块本体的下表面向内部设有凹槽，所述上表面与下表面相对，所述凹槽的深度不小于所述凸块的高度，所述凹槽的宽度不小于所述凸块的宽度;所述凸块设有至少两个通孔，所述通孔从凸块经过砌块本体的内部贯穿到凹槽的底部。2.根据权利要求1所述的有利于结构抗震的装配式砌块，其特征在于:所述凸块长度方向的中轴线、凹槽长度方向的中轴线与所述砌块本体长度方向的中轴线在一个平面内。3.根据权利要求2所述的有利于结构抗震的装配式砌块，其特征在于:所述上表面的长度为L，所述凸块的长度与所述上表面的长度相同，所述凸块的高度为1/4?1/3L，所述凸块的宽度为1/5?1/3L。4.根据权利要求3所述的有利于结构抗震的装配式砌块，其特征在于:所述通孔为2个，所述2个通孔沿长度方向排列。5.根据权利要求1?4任意一项所述的有利于结构抗震的装配式砌块，其特征在于:所述有利于结构抗震的装配式砌块为加气混凝土砌块。6.一种有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，其特征在于:包括填充墙本体，所述填充墙本体采用砌块砌成，所述砌块为如权利要求1?5任意一项所述的有利于结构抗震的装配式砌块，所述砌块的凹槽与相邻下方的砌块的凸块相互配合，所述砌块之间层层错缝搭接，所述填充墙本体的底部设有砌块连接件，所述砌块连接件的一端与地面连接，所述砌块连接件依次从所述砌块的凹槽底部的通孔穿入，从所述砌块的凸块顶部穿出；所述砌块连接件的另一端与房顶上梁连接。7.根据权利要求6所述的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，其特征在于:所述填充墙本体的顶部设有与房顶上梁固定连接的顶板，所述顶板设有挂钩，所述砌块连接件的另一端设有连接口，所述挂钩与所述连接口连接。8.根据权利要求7所述的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，其特征在于:所述填充墙本体的上部设有上部档板，所述上部档板包括相互连接的水平档板面和竖直挡板面，所述水平挡板面与房顶上梁固定连接，所述竖直挡板面与所述填充墙本体顶部的砌块的外侧面连接。9.根据权利要求8所述的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，其特征在于:所述填充墙本体的底部设有与地面固定连接的底板，所述填充墙本体的踢脚处设有L形的下部挡板，所述砌块连接件与所述底板连接，所述下部挡板L形的竖直部分与所述填充墙本体连接，所述下部挡板L形的底部与地面固定连接。10.根据权利要求9所述的有利于结构抗震的装配式砌块填充墙结构，其特征在于:所述砌块连接件为钢绞线或形状记忆合金线或碳纤维线，所述底板上设有固定钩，所述砌块连接件的一端与所述固定钩固定连接;所述砌块连接件的另一端与所述挂钩固定连接。
【文档编号】E04B2/18GK205475997SQ201620137426
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】林坤, 刘红军, 李祚华, 彭东学, 黄勤
【申请人】哈尔滨工业大学深圳研究生院