减震墙体结构

本实用新型涉及建筑设备技术领域，特别是涉及一种减震墙体结构。

背景技术：

钢框架结构因具有抗震性能良好，自重轻，可充分利用建筑空间等优点而被广泛应用，同时钢框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配式结构。而为了满足空间功能分隔和外部围护等建筑使用要求，此类刚框架结构一般都需要在既定的空间里砌筑填充墙。虽然装配式钢框架结构具有机械化水平高、节能环保等优点，但填充墙的不当布置及其对结构提供的附加刚度效应，将造成钢框架结构出现抗震薄弱层、扭转破坏、短柱破坏等现象；并且，填充墙对钢框架的约束作用不利于强柱弱梁的实现，钢框架柱将出现剪切破坏。不仅如此，由于地震动是多维度作用于钢框架结构的，当填充墙与钢框架之间缺少连接或连接强度不足时，填充墙还可能发生平面外倒塌的情况，严重危害生命财产安全。

现有震害调查表明，填充墙实际上参与了结构体系的地震剪力分配，并与框架结构之间存在复杂的相互作用，填充墙的附加刚度和约束效应往往给框架抗震带来不利影响。因此，目前在框架结构中通常采用减震墙板替代传统填充墙，以减小墙体对框架结构产生的附加刚度和约束效应，并可以提供一定的附加阻尼，消耗地震能量。

研究及应用表明，装配式钢框架减震墙板结构可显著改善结构的整体抗震性能，并减轻自身的破坏程度，拥有广泛的发展前景。发展预制减震墙板，是提高钢框架结构整体抗震性能，减小地震震害对人民生命财产安全威胁的有效途径。减震墙板连接装置的可靠度是较好实现其工作机制的关键因素，直接影响到结构的整体安全性能，也是决定减震墙板应用发展前景的关键所在。

目前，减震墙板中，上层墙板单元在制作时在顶端开槽，露出拉结筋接头与预留于框架顶梁中的拉结筋通过焊接相连，之后再用砂浆回填预留开槽并抹平，下层墙板单元在底端预留缝隙，露出拉结筋接头与预留于框架底梁中的拉结筋通过焊接相连，用水泥砂浆回填预留开槽并抹平。但是，在该种连接构造下，当框架结构受到地震作用，发生侧移时，存在以下几种问题：

一、该种构造通过拉结筋来推拉墙板运动，容易使得拉结筋与墙板接触面应力集中，从而导致墙板过早受拉破坏。二、减震墙板与拉结筋搭焊位置会出现部分填缝砂浆开裂脱落，由于框架梁中预留钢筋与墙板拉结筋难以保证面内焊接，故框架梁与减震墙板间通过拉结筋传递荷载作用时，容易导致拉结筋在搭焊位置出现平面外失稳，并向外剥落表层填缝砂浆。三、当减震墙板受到破坏时很难进行更换，由于采用拉结筋的连接方式，当墙板发生破坏时，很难进行拆卸连接件从而更换墙板。四、上层墙板单元可能会受到框架顶梁挤压，造成较明显的局部应力集中现象，使得墙板单元受压产生裂缝。因为当框架发生侧移时，框架顶梁由于受压而会产生一定的挠曲变形，而上层墙板单元与框架顶梁之间缺乏一定的变形空间，当顶梁变形较大时，框架顶梁可能会挤压上层墙板单元，使墙板单元发生破坏。五、墙板单元在预制时需要多处预留开槽，会导致墙板局部完整性受损。六、在此种连接构造施工时，需要现场焊接，砂浆填缝等复杂的施工工序，效率不高。

技术实现要素：

鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种减震墙体结构，以解决现有采用拉结筋焊接固定而存在的墙板易发生破坏等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所述减震墙体结构，包括框架、位于所述框架内的减震墙板组、第一连接件和第二连接件，其中，所述框架包括框架顶梁、框架底梁、左框架柱和右框架柱；所述框架顶梁位于所述框架底梁的上方，所述框架顶梁的两侧分别连接所述左框架柱和所述右框架柱的顶部；所述框架底梁的两侧分别连接所述左框架柱和所述右框架柱的底部；所述减震墙板组包括第一墙板单元和第三墙板单元，所述第一墙板单元位于所述第三墙板单元的上方，所述第一墙板单元的两侧分别与所述左框架柱和所述右框架柱连接，所述第三墙板单元的两侧分别与所述左框架柱和所述右框架柱连接，所述第一连接件分别安装于所述第一墙板单元的左上角和右上角，用于连接所述第一墙板单元与所述框架顶梁；所述第二连接件分别安装于所述第三墙板单元的左下角和右下角，用于连接所述第三墙板单元与所述框架底梁；所述第一墙板单元的顶部与所述框架顶梁之间，所述第三墙板单元的底部与所述框架底梁之间，所述第一墙板单元、所述第三墙板单元的侧面与所述左框架柱和所述右框架柱之间，均具有间隙。

优选地，所述减震墙体结构还包括第三连接件，所述减震墙板组还包括：一个或多个第二墙板单元，其中，所述第二墙板单元位于所述第一墙板单元和所述第三墙板单元之间，所述第二墙板单元的左右两个侧面均设置有预制槽，所述第三连接件插入所述预制槽中，连接所述第二墙板单元的相应侧面与所述左框架柱或所述右框架柱。

优选地，所述第三连接件为t型连接件。

优选地，所述第三连接件与所述左框架柱、所述右框架柱通过螺栓连接。

优选地，所述第一连接件与所述第二连接件均是u型连接件，其中，所述第一连接件的侧面均开设有缝隙。

优选地，所述第一连接件与所述第二连接件均设置有平面挡块，且所述平面挡块与所述第一连接件或所述第二连接件的侧面和底面均垂直。

优选地，所述第一连接件与所述框架顶梁通过螺栓连接，所述第二连接件与所述框架底梁通过螺栓连接。

优选地，所述第一墙板单元的左上角和右上角均具有预制凹角，所述预制凹角用于安装所述第一连接件。

优选地，所述间隙填充有柔性填充材料。

优选地，第一墙板单元与第三墙板单元之间、第三墙板单元与框架底梁之间均设有减震层。

本实用新型实施例一种减震墙体结构与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型实施例的减震墙体结构通过设置的减震墙板组能够给框架结构提供一定的刚度，保证墙板正常使用的同时削弱其对左右框架柱的侧向约束作用，降低整体结构的侧向刚度，避免出现因竖向不均匀布置导致产生结构薄弱层的现象。

本实用新型实施例的减震墙体结构可以保证减震墙板组与框架结构在地震中协同工作，提高结构的整体抗震性能。

本实用新型通过连接件连接减震墙板组与框架结构，可以避免采用拉结筋连接的方式来推拉墙板而使墙板与拉结筋接触面应力集中，导致墙板过早受拉破坏；可以避免由于拉结筋搭焊而出现面外失稳；可以避免采用拉结筋而使地震损坏的墙板难以实现震后更换修复，导致建筑功能难以快速恢复；可以避免当框架结构发生侧移时，框架顶梁发生变形而挤压上层的墙板单元，破坏墙板单元完整性的缺陷；可以避免墙板在预制时需要多处预留开槽，导致墙板局部完整性受损。

本实用新型可以在保证实现保护减震墙板完整性、减少墙体对框架结构的附加刚度和约束效应的同时，实现减震墙板单元发挥减震耗能性能，减少对减震墙板单元本身的震害，使得减震墙板单元耗能机制长时有效进行。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的减震墙体结构的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例的第一墙板单元的连接构造示意图；

图3为本实用新型第一实施例的第二墙板单元的连接构造示意图；

图4为本实用新型第一实施例的第三墙板单元的连接构造示意图；

图5为本实用新型第一实施例的第一连接件的结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例的第二连接件的结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例的第三连接件的结构示意图；

图8为本实用新型第一实施例的第一墙板单元与第一连接件的连接状态示意图；

图9为本实用新型第一实施例的第二墙板单元与第三连接件的连接状态示意图；

图10为本实用新型第一实施例的第三墙板单元与第二连接件的连接状态示意图；

图11为本实用新型第二实施例的减震墙体结构的结构示意图；

图12为本实用新型第三实施例的减震墙体结构的结构示意图；

图13为本实用新型第四实施例的减震墙体结构的结构示意图；

图中，1－框架顶梁；2－框架底梁；3－框架柱；4－第一墙板单元；5－第二墙板单元；6－第三墙板单元；7－第一连接件；8－第二连接件；9－第三连接件；10－减震层；11－柔性填充材料；41－预制凹角；51－预制槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

第一实施例

如图1所示，本实用新型实施例的一种减震墙体结构，包括框架、位于所述框架内的减震墙板组、第一连接件7和第二连接件8。

其中，所述框架包括框架顶梁1、框架底梁2和框架柱3，框架柱3包括左框架柱和右框架柱；所述框架顶梁1位于所述框架底梁2的上方，所述框架顶梁1的两侧分别连接所述左框架柱和所述右框架柱的顶部；所述框架底梁2的两侧分别连接所述左框架柱和所述右框架柱的底部；本实施例中，框架为一榀钢框架，其跨度为5000mm，层高3500mm。框架顶梁1、框架底梁2、框架柱3的截面形式均采用工字形截面，框架顶梁1、框架底梁2、框架柱3的截面尺寸和材料强度均根据《钢结构设计标准》(gb50017－2017)和《建筑抗震设计规范》(gb50011－2010)确定。

减震墙板组包括从上到下依次布置的第一墙板单元4、第二墙板单元5以及第三墙板单元6，第一墙板单元4、第二墙板单元5以及第三墙板单元6均为预制墙板单元。其中，所述第一墙板单元4位于所述第三墙板单元6的上方，一个或多个所述第二墙板单元5位于所述第一墙板单元4和所述第三墙板单元6之间，所述第一墙板单元4的两侧分别与所述左框架柱和所述右框架柱连接，所述第三墙板单元6的两侧分别与所述左框架柱和所述右框架柱连接，所述第一连接件7分别安装于所述第一墙板单元4的左上角和右上角，用于连接所述第一墙板单元4与所述框架顶梁1；所述第二连接件8分别安装于所述第三墙板单元6的左下角和右下角，用于连接所述第三墙板单元6与所述框架底梁2；所述第二墙板单元5的左右两个侧面均设置有预制槽51，所述第三连接件9插入所述预制槽51中，连接所述第二墙板单元5的相应侧面与所述左框架柱或所述右框架柱；所述第一墙板单元4的顶部与所述框架顶梁1之间，所述第三墙板单元6的底部与所述框架底梁2之间，所述第一墙板单元4、所述第二墙板单元5、所述第三墙板单元6的侧面与所述左框架柱和所述右框架柱之间，均具有间隙。

第一墙板单元4的左上角和右上角均设置有一定尺寸的预制凹角41，用于放置第一连接件7；第二墙板单元5的左、右中端均设置有预制槽51，第三墙板单元6为完整的预制墙板单元。本实施例中，图1中仅示出一个第二墙板单元5，第二墙板单元的数量也可以为两块、三块等两块以上的任意数目。

如图2所示，第一墙板单元4的左上角和右上角均具有预制凹角41，所述预制凹角41用于安装所述第一连接件7，预制凹角41的尺寸依据框架顶梁1、框架柱3的变形范围确定，保证框架顶梁1、框架柱3不会直接挤压第一墙板单元4即可。第一墙板单元4的预制凹角41处直接放置安装第一连接件7。

如图3所示，第二墙板单元5的左、右侧面均设置向内延伸的预制槽51，框架柱3中部的内侧面上均设置有螺栓孔，第三连接件9优选为t型连接件9，t型连接件9的腹板尺寸略小于预制槽51。t型连接件9采用钢板，参照图6、图9所示，t型连接件9的端板具有螺栓孔，t型连接件9与框架柱3通过螺栓连接，安装方便，操作简单。

如图4所示，第三墙板单元6为完整的墙板单元，无需预制凹角或预制槽，第三墙板单元6直接放置安装在第二连接件8的凹槽内。

如图5和图8所示，所述第一连接件7为u型连接件，并且，所述第一连接件7的侧面均开设有缝隙，即第一连接件7可称为开缝u型连接件7。在开缝u型连接件7的上部钢板具有若干螺栓孔位，第一连接件7与所述框架顶梁1通过螺栓连接，避免u型连接件的上端钢板直接挤压墙板单元导致墙板单元产生裂缝设置压溃，从而保证墙板单元可以持续工作，安装方便，操作简单。优选地，所述第一墙板单元4与框架顶梁1之间的连接件为2个开缝u型连接件，且开缝u型连接件直接放置于第一墙板单元的预制凹角处，仅使用2个开缝u型连接件有助于简化安装工艺，操作简单，安装便利，且有利于提高施工效率和装配化率。并且，开缝u型连接件的安装过程中不需要对墙板单元进行后期开孔洞等处理，保证墙板单元的完整性的同时提高施工效率；而且，开缝u型连接件采用直接放置于墙板单元的安装方法，可以使墙板单元仅受到推力，避免墙板单元受拉破坏，保证减震墙板单元完整且可以长久有效地发挥耗能作用。

进一步地，所述第一连接件7设置有平面挡块，且所述平面挡块与所述第一连接件7的侧面和底面均垂直，缝隙开设在平面挡块与侧面之间。其中，平面挡块可以避免墙板单元发生平面外倒塌的情况，起到保护墙板的作用，保证减震墙板单元可以持续工作。

如图6和图10所示，所述第二连接件8为u型连接件，且侧面未开设缝隙，第二连接件8可称为不开缝u型连接件8。第二连接件8的下部钢板具有若干螺栓孔位，第二连接件8与所述框架底梁2通过螺栓连接，安装方便，操作简单。优选地，所述第三墙板单元6与框架底梁2之间的连接件为2个不开缝u型连接件，且不开缝u型连接件放置于第三墙板单元的角部，仅使用2个开缝u型连接件有助于简化安装工艺，操作简单，安装便利。

不开缝u型连接件8也可以直接放置安装于框架底梁2上。不开缝u型连接件直接安装于框架底梁2上，有利于提高施工效率和装配化率；此外，不开缝u型连接件采用先安装在框架底梁2上，再将墙板单元直接放置于连接件凹槽中的安装方法，可以使墙板单元仅受到推力，避免墙板单元受拉破坏，保证减震墙板单元完整且可以长久有效地发挥耗能作用；而且，不开缝u型连接件的安装过程中不需要对墙板单元进行后期开孔洞等处理，保证墙板单元的完整性的同时提高施工效率。

进一步地，第二连接件8设置有平面挡块，且所述平面挡块与所述第二连接件8的侧面和底面均垂直，平面挡块与下部钢板之间的凹槽足够放置第三墙板单元6。其中，平面挡块可以避免墙板单元发生平面外倒塌的情况，起到保护墙板的作用，保证减震墙板单元可以持续工作。

需要说明的是，本实用新型中，第一连接件7和第二连接件8均可以具有多个，多个连接件沿框架长度方向布置于墙板单元的角部，有助于增强框架与墙板单元的连接强度。

第一墙板单元4与框架顶梁1和框架柱3之间均具有间隙。第二墙板单元5与框架柱3之间具有间隙。第三墙板单元6与框架底梁2和框架柱3之间均具有间隙。装配时，间隙内填充有柔性填充材料11，有助于提高对墙板单元的缓震效果，避免墙板单元在水平运动时直接挤压框架柱，且在建筑的正常使用过程中可以起到一定的保温隔热效果。

另外，第三墙板单元6与框架底梁2之间、第三墙板单元6与第二墙板单元5之间、第二墙板单元5与第一墙板单元4之间均设置减震层10。本实施例中，减震层10采用sbs卷材。钢框架发生侧移时，开缝u型连接件7和t型连接件9会带动墙板单元在预留的间隙内产生平面内水平往复运动，墙板单元的运动使得减震层率先发生剪切破坏，产生剪切滞回耗能，降低结构地震响应。

本实用新型的减震墙体结构装配时，先在框架底梁4上布置sbs卷材，通过螺栓将不开缝u型连接件8安装于框架底梁2上，对准位置将第三墙板单元6吊装至不开缝u型连接件9的凹槽内，在第三墙板单元6上表面布置sbs卷材。然后将t型连接件9插入第二墙板单元5的预制槽51内，将第二墙板单元5置于第三墙板单元6上方，通过螺栓将t型连接件9固定于框架柱3上，在第二墙板单元5上表面布置sbs卷材。接着将开缝u型连接件7放置于第一墙板单元4的预制凹角41处，将第一墙板单元4置于sbs卷材上方，通过螺栓将开缝u型连接件8固定于钢框架顶梁1上。最后在第一墙板单元4与框架顶梁1、左、右钢框架柱之间的间隙内，第二墙板单元5与左、右框架柱之间的间隙内，第三墙板单元6与框架底梁2、左、右框架柱3之间的间隙内分别填充柔性填充材料。

墙板单元与框架的连接件采用开缝u型连接件7、不开缝u型连接件8以及t型连接件9，装配式墙板一般采用较低强度等级的混凝土或砂浆，避免了装配式墙板受连接件拉动时容易使墙板受拉破坏的缺陷，从而更好地保证了减震墙板的减震机制能够有效运行，提升框架结构的整体抗震性能，减小墙体本身震害。

当本实用新型的减震墙体结构受到地震作用时，框架发生侧移，框架可通过开缝u型连接件7带动第一墙板单元4与第二墙板单元5之间发生相对水平运动，以及通过t型连接件9带动第二墙板单元5与第三墙板单元6之间发生相对水平运动，发挥墙板单元的减震耗能特性，并降低墙板单元对框架结构的约束作用和附加刚度效应。钢框架发生侧移时，框架顶梁1会因为受压而产生一定的挠曲变形，第一墙板单元4与钢框架顶梁1留有一定间隙以及开缝u型连接件7的开缝均有助于防止变形后的框架顶梁挤压第一墙板单元4，避免由于第一墙板单元4受压导致的产生裂缝甚至局部压溃的情况，从而保护第一墙板单元4。

此外，本实用新型的减震墙体结构具有全预制性，安装方便快捷，当墙板在地震损坏后，可实现墙板单元和连接件及时更换，快速恢复建筑的正常使用功能。

第二实施例

第二实施例与第一实施例的区别之处在于，为了提高装配化效率的同时实现减震墙板的耗能机制，本实施例中的减震墙板组仅包括第一墙板单元4及第三墙板单元6，参照图11所示，第一墙板单元4和框架的结构均不变，无需第二墙板单元5和t型连接件9，仅需不开缝u型连接件8即可带动第一墙板单元4在平面内与第三墙板单元6发生水平相对运动，使第一墙板单元4和第三墙板单元6之间的减震层发生剪切变形。并且，在第一墙板单元4与第三墙板单元6之间、第三墙板单元6与框架底梁2之间均设有减震层。

第三实施例

第三实施例与第一实施例的区别之处在于，为了适应不同结构对减震墙板的使用需求，本实施例中，将钢框架替换为钢筋混凝土框架，参照图12所示，钢筋混凝土框架的梁、柱截面尺寸、配筋和混凝土强度等级均根据混《凝土结构设计规范》(gb50010－2010)和《建筑抗震设计规范》(gb50011－2010)确定。第一墙板单元4、第二墙板单元5、第三墙板单元6、开缝u型连接件7、不开缝u型连接件8、t型连接件9和钢框架的结构均不变，将钢框架替换为钢筋混凝土框架，连接件与钢筋混凝土框架的连接采用预制固定板，固定板为钢板，固定板预埋于钢筋混凝土框架梁柱构件的内侧面，固定板的位置为连接件与钢框架连接的螺栓孔位处，开缝u型连接件7、不开缝u型连接件8、t型连接件9与固定板焊接固定。

第四实施例

第四实施例与第一实施例的区别之处在于，为了便于安装现有预制墙板单元，本实施例中第一墙板单元4无需预制凹槽41，参照图13所示，开缝u型连接件直接放置安装于第一墙板单元4左上角和右上角的角部，并与固定板焊接固定。

第五实施例

第五实施例与第一实施例的区别之处在于，为了适应不同的施工要求，pu填充剂可替换为橡胶发泡棉。通过将橡胶发泡棉塞入围护墙与框架之间的间隙中，起到填充封接间隔的作用，橡胶发泡棉构成软体材料。在其他实施中，发泡填充剂也可具体为pp发泡材料或者eva发泡材料等。

下面以第一实施例中的减震墙体结构为例，说明其制作施工步骤如下：

步骤1：将框架底梁2的上表面清理干净，保证表面整洁平坦；

通过螺栓将两个不开缝u型连接件8安装在框架底梁2上，并使得两个不开缝u型连接件8的间隔略大于第三墙板单元的水平宽度；

在框架底梁2确定的墙板位置范围内，即两个不开缝u型连接件8的间隔内涂抹建筑用胶水，剪出所需3段与墙板单元长度等长的sbs卷材，取其中一段sbs卷材，下表面对准所定出的位置粘贴到框架底梁2上，再在sbs卷材的上表面涂抹建筑用胶水；

将第三墙板单元6放置在不开缝u型连接件8和sbs卷材上，微调使得第三墙板单元6与sbs卷材紧贴；

在第三墙板单元6的上表面涂抹建筑用胶水，取出另一段sbs卷材对准贴紧，在sbs卷材的上表面上涂抹建筑用胶水。

步骤2：将t型连接件9安装在第二墙板单元5的预制槽51内，将第二墙板单元5放置于第三墙板单元6上侧的sbs卷材上，微调使得第二墙板单元5与sbs卷材贴紧；通过螺栓将t型连接件9与框架柱3连接固定；在第二墙板单元5的上表面上涂抹建筑用胶水，粘贴最后一段sbs卷材，在sbs卷材的上表面上涂抹建筑用胶水。

步骤3：放置开缝u型连接件7于第一墙板单元4的预制凹角41处；

安装第一墙板单元4时，预先在第一墙板单元4的下表面涂抹建筑用胶水，以避免第一墙板单元4安装过程中sbs卷材表面的建筑用胶水流失；微调使得第一墙板单元4与sbs卷材紧贴，通过螺栓将开缝u型连接件7固定安装于框架顶梁1上。

步骤4：在第一墙板单元4与框架顶梁1、左框架柱、右框架柱之间的间隙内，第二墙板单元5与左框架柱、右框架柱之间的间隙内，第三墙板单元6与框架底梁2、左框架柱、右框架柱之间的间隙内分别填充柔性填充材料，例如可使用pu发泡剂，完成减震墙体结构的施工。

综上，本实用新型实施例提供一种减震墙体结构，其在各个墙板单元与框架之间预留有足够的间隙，且上层的减震墙板单元与框架顶梁采用开缝的u型连接件进行连接。当框架发生侧移时，可避免由于框架顶梁产生挠曲变形而使框架梁本身或连接件直接挤压减震墙板单元，导致减震墙板单元破坏。框架结构与减震墙板组之间不再采用拉结筋连接方式来带动墙板的运动，而通过u型连接件推动墙板来实现墙板单元之间的相对运动，避免采用拉结筋连接的方式来推拉墙板而使墙板与拉结筋接触面应力集中，导致墙板过早受拉破坏；避免由于拉结筋搭焊而出现面外失稳；避免采用拉结筋而使地震损坏的墙板难以实现震后更换修复，导致建筑正常使用功能难以快速恢复。并且，本实用新型的减震墙板单元在预制时无需多处开槽，避免了多处开槽导致墙板局部完整性受损，从而在保证墙板单元在实现其对墙板单元的完整性的保护，减少墙体本身的震害、框架结构的约束效应和附加刚度的同时，实现墙板减震耗能，使得墙板单元耗能机制长时有效进行。

并且，本实用新型所述减震墙体结构具有全预制性，减震墙板组的安装方式只需采用螺栓连接方式，安装非常方便快捷，现场施工无湿作业，施工效率高。

需要说明的是，本实用新型中，减震墙板单元可以是第一墙板单元、第二墙板单元和第三墙板单元中的一种或多种的组合。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。