一種內藏交叉梯格鋼筋填充墻及做法
【專利摘要】內藏交叉梯格鋼筋的填充墻及做法，屬于防震減災【技術領域】。填充墻位于框架結構中；該填充墻由消能條帶、混凝土砌塊、混凝土框架、預留拉接筋、梯格鋼筋網斜撐構成。制作時按照設計將混凝土框架和斜撐按照普通框架制作完畢，同時預留拉接筋制作成形。消能條帶和混凝土砌塊砌筑，在混凝土框架的預留鋼筋處將拉接筋布置完整，豎向消能條帶的存在，既在地震中防止填充墻破壞框架結構，消耗地震能量；又可以和框架柱緊密接觸，節省施工工序；交叉梯格鋼筋網斜撐提高了墻體的抗剪能力，增強了墻體的整體性，提升耗能能力；內藏交叉梯格鋼筋的填充墻充分利用了斜撐部分和砌體結構的耗能能力，輕質材料可以是工業廢棄物制作，起到生態環保的作用。
【專利說明】一種內藏交叉梯格鋼筋填充墻及做法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內藏交叉梯格鋼筋填充墻及做法，屬于一種新型實用、造價低廉且適用于框架結構住宅的帶交叉梯格鋼筋和豎向消能條帶的填充墻制作方法。
【背景技術】
[0002]地震是嚴重危害人類的自然災害之一，它具有突發性、區域性和破壞性等特點。近年來我國正處于地震多發期，僅2006年就發生了 17次地震災害，其中汶川地震，造成的經濟損失就多達6451億元，死傷人數達十余萬。震害表明，經過抗震設防的工程結構總體抗震性能大幅提高，有效地減輕了地震災害，但同時也表明抗震設計還存在許多問題，譬如，對于框架結構抗震設計中未考慮填充墻在地震中對結構有較大影響；經過抗震設計的框架結構未能出現延性較好的“強柱弱梁”破壞模式等等。
[0003]由于多年來，研究人員主要致力于主體結構抗震性能的研究，而對填充墻等非結構構件對結構抗震性能的影響研究相對較少，以及墻、框相互作用的復雜性和不確定性等，給結構抗震分析帶來了困難，因此在結構計算和分析中通常將填充墻框架結構簡化為空框架結構，并對周期進行折減粗略地考慮填充墻的剛度貢獻，這種處理方式并不能真實地反映實際結構的抗震性能，例如:填充墻與框架的相互作用改變了主體結構的內力分布；填充墻增大了框架結構的抗側剛度，減小了結構的自振周期，增大了設計地震作用。填充墻帶來上述不利影響的同時，也能夠改善主體結構的抗震性能。首先填充墻作為抗震設防第一道防線，在強烈地震下通過整體破壞或倒塌耗散地震能量，減輕作用在主體結構上的地震作用；其次填充墻能夠提高結構的抗側剛度，減小結構側向變形，避免了主體結構過早破壞；最后填充墻作用相當于斜撐，分擔了一部分地震內力，從而減小了框架結構的地震內力。
[0004]從以往地震和試驗中發現混凝土框架兩種典型的破壞模型:對角開裂破壞和角部壓碎破壞。隨著對框架填充墻的整體性研究進展，出現了不同的簡化填充墻的計算模型:例如等效單桿斜撐模型、三支桿模型和六支桿模型。根據不同的模型的原理和實際墻體的破壞，可以通過內藏斜撐的方式來明確墻體框架結構的傳力方式,斜撐更兼有剪力墻和框架結構的雙重優點，有利于抗震要求。
[0005]填充墻通常包括磚墻、空心磚墻或輕質混凝土砌塊墻等，一般砌在澆筑好的鋼筋混凝土框架或鋼框架內，在墻體頂部的結構梁下留出150-200_高的空隙，用砌塊斜頂補砌填實。汶川地震發生后，我國的專家及學者對震害進行了仔細的調查和研究，發現許多帶有填充墻的鋼筋混凝土框架結構遭遇到了不同程度的破壞，其中部分墻體幾乎整體倒塌，鋼筋混凝土柱斷裂。有些專家和學者提出建議，鋼筋混凝土框架結構的填充墻宜于周邊柱脫開或采用柔性連接。目前在實際工程中一般是在填充墻頂部與框架梁之間采取立式斜砌等方式避免豎向共同工作之外，在墻體的側邊與結構柱之間留有15mm至20mm的空隙，在空隙內部塞入柔性填充材料,還沒有其他更合適的辦法保證填充墻兩側與框架柱柔性連接。采用這種構造處理的問題是，由于墻體側邊與結構不直接硬接觸，降低了填充墻的平面外穩定，即使增設更多的拉接鋼筋將填充墻與主體結構進行連接，也很難保證墻體平面外的穩定性，同時帶來了裝修及維護上的問題，而且損失了墻體本身的抵抗地震作用的能力。因此研究更好的填充墻中內藏斜撐耗能以及填充墻與框架連接耗能的方式，具有重要的社會價值和經濟效益。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種具有構造簡單、造價低廉、施工方便、減少施工工序、傳力路線明確、能充分利用砌體結構承載力來提高框架結構的抗震性能等優點的內藏交叉梯格鋼筋填充墻及制作方法。期解決框架結構中填充墻受力復雜、和框架連接較差、整體性不強、填充墻強度沒有被充分利用以及填充墻在地震中對框架結構本身的損害等問題。
[0007]本發明采用如下技術方案:
[0008]內藏交叉梯格鋼筋填充墻，主要由消能條帶1、混凝土砌塊2、混凝土框架3、預留拉接筋4、梯格鋼筋網斜撐5組成；混凝土框架3為普通混凝土結構或者再生混凝土結構，框架填充墻的兩側帶有豎向消能條帶I ;消能條帶I和混凝土砌塊2用馬牙槎連接；混凝土框架3的框架柱內預留拉接鋼筋4，梯格鋼筋網斜撐5為X形，所述梯格鋼筋網斜撐5位于混凝土框架3對角線位置；梯格鋼筋網斜撐5和混凝土框架3同時施工完成后，再進行砌筑形成混凝土砌塊2 ;所述拉接鋼筋4與混凝土砌塊2內的拉接筋連接；混凝土框架3澆筑完成后，墻體由消能條帶I和混凝土砌塊2按層砌筑，即構成內藏交叉梯格鋼筋的填充墻。
[0009]所述消能條帶I除去馬牙槎搭接部分水平寬度為100mm。
[0010]所述預留拉接筋4在澆筑混凝土框架3時預留在柱的三分點處。
[0011]所述梯格鋼筋網斜撐5為X形，底部X形上下端部在消能條帶I的邊緣，其與混凝土框架3的框架柱沒有直接連接。
[0012]所述的消能條帶I由輕質材料構成；所述的輕質材料為抗壓強度為2MPa_5MPa之間的輕質材料，包括發泡水泥磚、輕質磚、粉煤灰砌塊。
[0013]所述的輕質材料I和混凝土砌塊2的彈性模量比值在1:6至1:4之間。
[0014]所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻的做法，其特征在于:制作順序如下:
[0015]I)制作混凝土框架3、混凝土框架3內的X形的梯格鋼筋網斜撐5及預留拉接鋼筋4，拉接鋼筋4在混凝土框架3的框架柱內。
[0016]2)砌筑填充墻，在混凝土框架3的兩側設置消能條帶I，梯格鋼筋網斜撐5位于兩側的消能條帶I之間，在消能條帶I之間砌筑混凝土砌塊2,消能條帶I和混凝土砌塊2用馬牙槎連接；消能條帶I和混凝土砌塊2分層砌筑。
[0017]3)梯格鋼筋網斜撐5的交叉鋼筋的兩端伸入上下框架梁。
[0018]所述的拉接鋼筋4位于混凝土框架3的框架柱內；拉接鋼筋4位于混凝土框架3的框架柱的三分點處。
[0019]本發明可以取得如下有益效果:
[0020]斜撐的增加，加強的墻體的整體性能、傳力的路線在墻體中明確、增加斜撐降低了墻體整體倒塌的可能性，有了更好的消能減震作用；輕質材料在應用與砌體填充墻的連接，直接和框架柱貼緊，與用發泡膠彌補砌體與柱之間縫隙相比，能簡化施工的工序；豎向的輕質材料有一定的強度可以和墻體一起在地震初期起消能減震的作用；在較大地震作用下又能擠壓破壞，防止與框架柱擠壓過大而破壞框架柱；墻體和框架柱采用拉接筋連接，加強填充墻和框架的整體性能，從多方面提升房屋的抗震消能的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為內藏交叉梯格鋼筋填充墻中梯格鋼筋網和消能條帶位置；
[0022]圖中:1、消能條帶，2、混凝土砌塊，3、混凝土框架，4、拉接鋼筋，5、梯格鋼筋網。
【具體實施方式】:
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對于本發明作進一步說明:
[0024]內藏交叉梯格鋼筋填充墻，主要由消能條帶1、混凝土砌塊2、混凝土框架3、預留拉接筋4、梯格鋼筋網斜撐5組成；其特征在于:混凝土框架3為普通混凝土結構或者再生混凝土結構，框架填充墻的兩側帶有豎向消能條帶I ;消能條帶I和混凝土砌塊2用馬牙槎連接；混凝土框架3的框架柱內預留拉接鋼筋4，梯格鋼筋網斜撐5為X形，所述梯格鋼筋網斜撐5位于混凝土框架3對角線位置；梯格鋼筋網斜撐5和混凝土框架3同時施工完成后，再進行砌筑形成混凝土砌塊2 ;所述拉接鋼筋4與混凝土砌塊2內的拉接筋連接；混凝土框架3燒筑完成后,墻體由消能條帶I和混凝土砌塊2按層砌筑,即構成內藏交叉梯格鋼筋的填充墻。
[0025]所述消能條帶I除去馬牙槎搭接部分水平寬度為100mm。
[0026]所述預留拉接筋4在澆筑混凝土框架3時預留在柱的三分點處。
[0027]所述預留拉接筋4在混凝土框架柱澆筑時預留，要有足夠的錨固長度。
[0028]所述梯格鋼筋網斜撐5為X形，底部X形上下端部在消能條帶I的邊緣，其與混凝土框架3的框架柱沒有直接連接。
[0029]所述的消能條帶I由輕質材料構成；所述的輕質材料為抗壓強度為2MPa_5MPa之間的輕質材料，包括發泡水泥磚、輕質磚、粉煤灰砌塊。
[0030]所述的輕質材料I和混凝土砌塊2的彈性模量比值在1:6至1:4之間。
[0031]內藏交叉梯格鋼筋的填充墻的做法，其特征在于:制作順序如下:
[0032]I)制作混凝土框架3、混凝土框架3內的交叉梯格鋼筋網斜撐5及預留拉接鋼筋4，拉接鋼筋4在混凝土框架3的框架柱內。
[0033]2)砌筑填充墻，在混凝土框架3的兩側設置消能條帶I，梯格鋼筋網斜撐5位于兩側的消能條帶I之間，在消能條帶I之間砌筑混凝土砌塊2,消能條帶I和混凝土砌塊2用馬牙槎連接；消能條帶I和混凝土砌塊2分層砌筑。
[0034]3)梯格鋼筋網斜撐5的交叉鋼筋的兩端伸入上下框架梁。
[0035]填充墻的砌筑要保證輕質耗能材料和混凝土砌塊的良好連接，防止出現豎向通縫。
[0036]所述的拉接鋼筋4位于混凝土框架3的框架柱內；拉接鋼筋4位于混凝土框架3的框架柱的三分點處。
[0037]以上是本發明的一個典型實施例，本發明的實施不限于此。
【權利要求】
1.內藏交叉梯格鋼筋填充墻，主要由消能條帶(I)、混凝土砌塊(2)、混凝土框架(3)、預留拉接筋(4)、梯格鋼筋網斜撐(5)組成；其特征在于:混凝土框架(3)為普通混凝土結構或者再生混凝土結構，框架填充墻的兩側帶有豎向的消能條帶(I);消能條帶(I)和混凝土砌塊(2)用馬牙槎連接；混凝土框架(3)的框架柱內預留拉接鋼筋(4)，梯格鋼筋網斜撐(5)為X形，所述梯格鋼筋網斜撐(5)位于混凝土框架(3)對角線位置；梯格鋼筋網斜撐(5)和混凝土框架(3)同時施工完成后，再進行砌筑形成混凝土砌塊(2);所述拉接鋼筋(4)與混凝土砌塊(2)內的拉接筋連接；混凝土框架(3)澆筑完成后，墻體由消能條帶(I)和混凝土砌塊(2)按層砌筑，即構成內藏交叉梯格鋼筋的填充墻。
2.根據權利I要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻，其特征在于:所述消能條帶(I)除去馬牙槎搭接部分水平寬度為100mm。
3.根據權利I要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻，其特征在于:所述預留拉接筋(4)在澆筑混凝土框架(3)時預留在柱的三分點處。
4.根據權利I要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻，其特征在于:所述梯格鋼筋網斜撐(5)為X形，底部X形上下端部在消能條帶(I)的邊緣，其與混凝土框架(3)的框架柱沒有直接連接。
5.根據權利I要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻，其特征在于:所述的消能條帶(I)由輕質材料構成；所述的輕質材料為抗壓強度為2MPa-5MPa之間的輕質材料，包括發泡水泥磚、輕質磚、粉煤灰砌塊。
6.根據權利I要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻，其特征在于:所述的輕質材料(I)和混凝土砌塊(2 )的彈性模量比值在1:6至1:4之間。
7.根據權利要求1至權利要求6任意一項權利要求所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻的做法，其特征在于:制作順序如下: 1)制作混凝土框架(3)、混凝土框架(3)內的交叉梯格鋼筋網斜撐(5)及預留拉接鋼筋(4)，拉接鋼筋(4)在混凝土框架(3)的框架柱內。 2)砌筑填充墻，在混凝土框架(3)的兩側設置消能條帶(1)，梯格鋼筋網斜撐(5)位于兩側的消能條帶(I)之間，在消能條帶(I)之間砌筑混凝土砌塊(2 )，消能條帶(I)和混凝土砌塊(2)用馬牙槎連接；消能條帶(I)和混凝土砌塊(2)分層砌筑。 3)梯格鋼筋網斜撐(5)的交叉鋼筋的兩端伸入上下框架梁。
8.根據權利要求7所述的內藏交叉梯格鋼筋的填充墻的做法，其特征在于:所述的拉接鋼筋(4)位于混凝土框架(3)的框架柱內；拉接鋼筋(4)位于混凝土框架(3)的框架柱的三分點處。
【文檔編號】E04B1/98GK103912072SQ201310739483
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】董宏英, 張力嘉, 曹萬林, 張思 申請人:北京工業大學