專利名稱：一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑物的墻，具體涉及框架結構的墻，特別涉及抗震填充墻的構造。
背景技術：
框架結構因其具有平面布置靈活、室內空間大等優點，而廣泛用于多層住宅、廠房、商店、辦公樓、醫院、教學樓及賓館等建筑中。框架結構一般砌筑填充墻進行功能分割和外部圍護。由于砌塊和砂漿的抗拉強度不高，砂漿與砌塊交界面的粘結強度也較低；墻體早期剛度大，在地震的作用下，承受較大的地震作用，因此，地震發生時，填充墻破壞較早也較為嚴重。我國汶川地震后的框架結構類建筑損壞調研表明(孫景江，馬強，石宏彬，等.汶川地震高烈度區乘鎮房屋震害簡介[J].地震工程與工程振動，2008二8 (3) :7-15.)，填充墻體普遍呈現貫通對角的X型剪切斜裂縫，主要裂縫的形成導致墻體只能按照摩擦耗能方式消耗地震能量，耗能能力有限。而且，填充墻破壞不僅影響建筑的使用功能，也增加了修復費用，其嚴重破壞甚至危及人身安全。2009年7月8日國知局公開了名稱為“一種用于框架結構的新型耗能減震填充墻板”(公開號為CN 101476360A)的發明專利申請，其構造方案為(見說明書附圖1)密肋復合墻板為網格狀建筑構件，由肋梁柱進行劃分，其特征在于，密肋復合墻板的兩側與框架柱相連接，并在密肋復合墻板與框架柱之間添加柔性填充材料，密肋復合墻板的頂部通過一個或多個滑移器裝置與框架梁相連接，密肋復合墻板的底部直接與框架梁連接；其中，密肋復合墻板是以混凝土框格為骨架，內嵌以爐渣、粉煤灰為主要原料的加氣硅酸鹽砌塊制作而成。該填充墻板是通過加入的混凝土框格將砌體墻劃分為若干塊來把裂縫限制在各個框格單元內部，依靠框格內部砌塊的反復張開、閉合，以及砌塊沿裂縫、砌塊與框格之間的摩擦耗能將耗能部位均勻分布到整個墻體，從而使墻體的耗能能力提高。但是，由于混凝土框格的存在，密肋復合墻板的剛度很大，在地震作用中，主體框架受到墻板巨大的支撐力， 在柱端部、柱底和節點區往往產生應力集中的現象，易導致上述部位過早地破壞，從而對結構抗震產生不利影響。
發明內容
本發明的目的是提供一種既具有良好延性和耗能能力，又能避免因墻體剛度大而導致框架柱、節點等過早破壞的填充墻板。本發明所采取的技術方案具體如下一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，該墻板具有填充于框架梁柱所圍成的空間內的砌體，其特征在于，所述的砌體由若干塊砌體單元垂直壘成，其相鄰的兩砌體單元間和位于最上一層的砌體單元與上框架梁間以及最下一層的砌體單元與下框架梁間分別設有粘彈性層；所述的相鄰的兩砌體單元中，一塊砌體單元的一端與左框架柱之間采用鋼筋固定連接成一體，另一端與右框架柱之間預留有縫隙，另一塊砌體單元的一端與右框架柱之間采用鋼筋固定連接成一體，另一端與左框架柱之間預留有縫隙。
本發明所述的墻板，其中所述的砌體單元與框架柱之間采用鋼筋固定連接成一體方法可根據施工情況決定，可以是建框架柱時預留鋼筋，然后將其砌于砌體單元內，也可以是在建砌體時將預埋于砌體單元內鋼筋采用化學植筋法錨固在框架柱上。本發明所述的墻板，其中所述的縫隙可采用軟砂漿或其它性質類似的軟材料填充，以滿足建筑使用要求。當框架結構受到地震作用發生層間變形時，填充材料能夠迅速被擠碎或壓縮，釋放出足夠的空間，保證相鄰的兩砌體單元能相對自由運動，迫使粘彈性層剪切變形，吸收和耗散地震的能量。本發明所述的墻板，其中所述的砌體單元可以采用國家提倡使用的各種砌塊材料砌筑，也可以是預制墻板，當采用砌塊材料砌筑時，砌筑砂漿建議采用高標號的水泥砂漿， 以保證砌體單元的整體性。本發明所述的墻板，其中所述的粘彈性層可以是具有粘彈性的低硬度高阻尼的橡膠、浙青或者高性能砂漿，也可以是性質類似的其它粘彈性材料。所述的粘彈性層的厚度通常為2 30cm即滿足要求。本發明所述的阻尼抗震填充墻板，其中，所述的砌體與上下框架梁之間也設有粘彈性層，同時，垂直壘成砌體的砌體單元交替地一端與框架柱固定連接，另一端與框架柱之間留縫隙，相鄰的兩砌體單元之間設有粘彈性層，形成類似于一層鋼板一層粘彈性材料的粘彈性阻尼器的構造(如附圖2所示構造)，因此，在地震作用下產生層間變形時，應力和變形將主要集中在剛度較小的粘彈性層，從而起到了保護墻體的作用；不同位置的砌體單元可產生往復相對運動，迫使粘彈性材料產生剪切滯回變形，吸收和耗散地震的能量，從而減小結構的地震反應。此外，本發明所述的阻尼抗震填充墻板較現有技術還具有以下優點1、阻尼填充墻既能夠給結構提供一定的抗側剛度，保證正常使用，但和普通框架填充墻結構相比，框架阻尼填充墻結構的抗側剛度明顯降低，因此，減小了地震作用；2、阻尼填充墻對框架梁的剛度增強作用很小，有利于“強柱弱梁”破壞機制的實現，而且阻尼填充墻的側向剛度較小，避免了梁柱節點在結構發生層間側移時承受巨大的墻體支撐力而過早地發生破壞，從而提高了結構體系的延性；3、由于阻尼填充墻抗側剛度較普通填充墻抗側剛度大為減小，且阻尼填充墻單元有一端與柱柔性連接，因此，阻尼填充墻對柱的側向約束也大為減小，當不同結構層的阻尼填充墻的數量及布置形式有差異時，造成的相鄰層剛度突變大大減小，當開門、窗洞口時， 短柱效應不明顯，當平面布置不均勻時，扭轉效應也不會明顯。
圖1為發明專利CN101476360A所公開的新型耗能減震填充墻的構造示意圖。圖2為粘彈性阻尼器的構造示意圖。圖3 6為本發明所述的墻板的一個具體實施例的結構示意圖，其中，圖3為主視圖(立面圖)，圖4為圖3的A-A剖面圖，圖5為圖3的B-B剖面圖，圖6為圖3的C-C剖面圖。圖7為本發明所述的墻板的另一個具體實施例的結構示意圖(立面圖)。圖8為圖7所示實施例中砌體單元的一種具體結構示意圖。圖9為本發明所述的墻板的有限元模型。
圖10為CN 101476360A專利申請所述的新型耗能減震填充墻的有限元模型。圖11為例3 (效果試驗)的加載示意圖。圖12為例3效果試驗中當水平荷載升至350KN時，使用密肋復合墻板填充的框架的裂縫分布示意圖。圖13為例3效果試驗中當水平荷載升至350KN時，使用阻尼填充墻填充的框架的裂縫分布示意圖。
具體實施例方式例 1本例為一榀混凝土框架，其跨度4200mm，層高3300mm，框架柱的截面尺寸為 500mm*500mm，框架梁的截面尺寸為300*500mm ；混凝土強度等級為C30 ；梁柱配筋根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)確定。參見圖3 6，采用小型混凝土實心砌塊現場構筑的阻尼抗震填充墻，其結構如下所述整個砌體1設在由左框架柱6、右框架柱6'、上框架梁7和下框架梁7'圍成的空間內，厚度為MOmm，并由三塊砌體單元2垂直壘成，上下兩塊砌體單元2之間，以及自上框架梁7數的第一塊砌體單元2與上框架梁7之間和第三塊砌體單元2與下框架梁7'之間分別設有由橡膠制成的粘彈性層3，其中，自上框架梁7數的第一塊砌體單元2與上框架梁 7之間的粘彈性層3厚度為150mm，其它粘彈性層3的厚度為50mm。自上框架梁7數的第一塊砌體單元2的一端與左框架柱6之間采用鋼筋4錨固連接成一體，另一端與右框架柱 6'之間預留有35mm寬的縫隙5 ；自上框架梁7數的第二塊砌體單元2的一端與右框架柱 6'之間采用鋼筋錨4固連接成一體，另一端與左框架柱6之間預留有35mm寬的縫隙5 ；自上框架梁7數的第三塊砌體單元2的一端與左框架柱6之間采用鋼筋錨4固連接成一體， 另一端與右框架柱6'之間預留有35mm寬的縫隙5。參見圖3和圖4或圖5，所述的鋼筋4的一頭預埋在砌筑砌體單元2的加氣混凝土空心砌塊的灰縫中，另一頭錨固在框架柱內。鋼筋4的拉結長度均按《建筑抗震設計規范》 (GB50011-2010)的規定確定。參見圖3，整個阻尼抗震填充墻板建好后，所述的縫隙5采用軟橡膠填充，以滿足建筑使用要求。例 2本例所述阻尼抗震填充墻采用預制混凝土墻板，下述以外的結構和構筑方法與例 1相同。參見圖7，整個砌體1由四塊砌體單元2垂直壘成，上下兩塊砌體單元2之間，以及自上框架梁7數的第一塊砌體單元2與上框架梁7之間和第四塊砌體單元2與下框架梁 7'之間分別設有澆灌浙青形成的厚度為5cm的粘彈性層3。其中，自上框架梁7數的第一和第三塊砌體單元2的一端與左框架柱6之間采用鋼筋4錨固連接成一體，另一端與右框架柱6'之間預留有4cm寬的縫隙5 ；自上框架梁7數的第二塊和第四塊砌體單元2的一端與右框架柱6'之間采用鋼筋錨4固連接成一體，另一端與左框架柱6之間預留有5cm寬的縫隙5。參見圖7，所述的鋼筋4的一頭預埋在砌筑砌體單元2的混凝土中，另一頭采用化學植筋法錨固在框架柱內。砌體單元2可在現場建模澆鑄，也可在工廠預制成圖8所示的形狀。例3 (效果試驗)1、試件設計
權利要求
1.一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，該墻板具有填充于框架梁柱所圍成的空間內的砌體(1)，其特征在于，所述的砌體(1)由若干塊砌體單元( 垂直壘成，其相鄰的兩砌體單元( 間和位于最上一層的砌體單元( 與上框架梁(7)間以及最下一層的砌體單元 (2)與下框架梁(7')間分別設有粘彈性層(3)；所述的相鄰的兩砌體單元O)中，一塊砌體單元O)的一端與左框架柱(6)之間采用鋼筋固定連接成一體，另一端與右框架柱 (6')之間預留有縫隙(5)，另一塊砌體單元O)的一端與右框架柱(6')之間采用鋼筋 (4)固定連接成一體，另一端與左框架柱(6)之間預留有縫隙(5)。
2.根據權利要求1所述的一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，其特征在于，所述的砌體單元O)由砌塊材料砌筑構成。
3.根據權利要求1所述的一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，其特征在于，所述的砌體單元O)為預制墻板。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，其特征在于， 所述粘彈性層( 是具有粘彈性的低硬度高阻尼的橡膠、浙青或者高性能砂漿。
全文摘要
本發明涉及一種用于框架結構的阻尼抗震填充墻板，該墻板具有填充于框架梁柱所圍成的空間內的砌體(1)，其特征在于，所述的砌體(1)由若干塊砌體單元(2)垂直壘成，其相鄰的兩砌體單元(2)間和頂層的砌體單元(2)與上框架梁(7)間以及底層的砌體單元(2)與下框架梁(7′)間分別設有粘彈性層(3)；所述的相鄰的兩砌體單元(2)中，一塊砌體單元(2)的一端與左框架柱(6)之間采用鋼筋(4)固定連接成一體，另一端與右框架柱(6′)之間預留有縫隙(5)，另一塊砌體單元(2)的一端與右框架柱(6′)之間采用鋼筋(4)固定連接成一體，另一端與左框架柱(6)之間預留有縫隙(5)。本發明所述的墻板既能減小結構的地震反應，又能保護墻體安全。
文檔編號E04C2/42GK102268900SQ20111015637
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月11日 優先權日2011年6月11日
發明者周云, 郭陽照 申請人:廣州大學