加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點及其施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點及其施工方法，該節點包括鋼箍圈和連接件，鋼箍圈環套加氣混凝土外掛墻板的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板形成一個整體；兩個連接件分別固定在鋼箍圈朝向室內側的表面的上部和下部，連接件具有相互垂直的水平部和豎直部，豎直部與鋼箍圈固定，水平部設有一個與豎直部平行的長孔，連接螺栓穿過長孔將連接件固定在建筑物的相鄰兩個框架梁的相對面上。本發明利用鋼箍圈夾緊固定加氣混凝土外掛墻板，能有效避免打孔、預埋等方法對加氣混凝土墻體造成的應力集破壞，并且在地震時加氣混凝土外掛墻板可以隨層間變形自由滑動，消耗地震能，使連接節點不容易破壞，抗震性能較好。
【專利說明】加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及加氣混凝土外掛墻板，具體涉及加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點及施工方法。
【背景技術】
[0002]預制墻體結構與磚砌墻墻體結構相比，具有整體性好，結構輕，能增大建筑物有效使用面積，減少現場濕作業，降低人工成本等優點，特別是可以縮短工期，提高勞動生產效率。因此,預制墻體是墻體改革,提高建筑工業化水平的重要途徑之一。
[0003]隨著我國高層、超高層建筑的快速發展和墻體改革的深入，加氣混凝土外掛墻板，在工業建筑和民用建筑中應用廣泛。蒸壓加氣混凝土是一種多孔輕質混凝土，它是由硅質材料和鈣質材料為主要原材料，加入適量的發泡劑蒸壓養護而成的一種新型建筑材料，相比其他材料具有自重輕，強度較高，彈性模量小，保溫性能好等優點。
[0004]外掛墻板雖然在建筑物主體結構中作為非承重構件，但是它對建筑物主體結構的受力性能仍然具有重要影響。尤其是在地震作用下，外掛墻有可能會脫落，倒塌，從而造成嚴重的震害。我國是世界上地震災害最嚴重的國家之一，80%的大中城市處于抗震設防區，因此抗震性能是外掛墻板不得不考慮的一項重要因素。加氣混凝土外掛墻板通常采用連接節點與建筑物主體結構連接。連接節點是預制墻體的一個重要組成部分，其作用是將外掛墻板與建筑物主體結構之間連接成整體并傳遞內力，主要形式有鋼管錨節點，HDR鋼筋錨節點，斜柄連接節點，鉤頭螺栓節點等。這些連接方式通常需要在加氣混凝土上打孔或鉆孔，容易造成加氣混凝土墻體的損傷和應力集中。加氣混凝土抗剪切性能較差，在較大的層間變形條件下加氣混凝土墻體的破壞形式往往是連接節點處應力集中引起的沖切破壞或剪切破壞，造成外掛墻板在地震過程中容易直接脫落造成嚴重災害，且節點無法修復。
[0005]綜上所述，目前廣泛使用的加氣混凝土外掛墻板和建筑物主體結構的連接方式存在一定的缺陷，限制了加氣混凝土墻體在高層居住建筑中的應用。因此有必要設計出一種新型的連接節點，克服現有加氣混凝土墻體連接過程中的技術缺點。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是連接加氣混凝土外掛墻板和建筑物主體結構的連接節點容易破壞，抗震性能較差的問題。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種加氣混凝土外掛墻的自復位耗能節點，包括:
[0008]鋼箍圈，環套加氣混凝土外掛墻板的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板，增加加氣混凝土墻體的整體性能；
[0009]兩個連接件，分別固定在所述鋼箍圈朝向室內側的表面上，所述連接件分別位于所述鋼箍圈的上部和下部，所述連接件具有相互垂直的水平部和豎直部，所述豎直部與所述鋼箍圈固定，所述水平部設有一個與豎直部平行的長孔，連接螺栓穿過所述長孔將所述連接件固定在建筑物的相鄰兩個框架梁的相對面上。
[0010]在上述自復位耗能節點中，所述長孔內設有兩個彈性耗能元件，兩個所述彈性耗能元件分別與所述連接螺栓和所述長孔兩端的內壁固定。
[0011 ] 在上述自復位耗能節點中，所述連接件為角鋼。
[0012]在上述自復位耗能節點中，所述彈性耗能元件為彈簧裝置。
[0013]在上述自復位耗能節點中，所述鋼箍圈為條板彎折形成的環狀結構，其兩個自由端在接合處分別向外彎折形成兩個相對設置的緊固板，所述緊固板上設有相對的貫穿通孔，所述環狀結構環套在加氣混凝土外掛墻板的內、外表面上，通過緊固螺栓將鋼箍圈夾緊加氣混凝土外掛墻板形成一個整體。
[0014]本發明還提供了一種加氣混凝土外掛墻板的施工方法，包括以下步驟:
[0015]將鋼箍圈環套加氣混凝土外掛墻板的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板形成一個整體；
[0016]在所述鋼箍圈朝向室內側的表面的上部和下部分別焊接固定一個連接件，所述連接件具有相互垂直的水平部和豎直部，所述豎直部與所述鋼箍圈固定，所述水平部設有一個與豎直部平行的長孔；
[0017]利用連接螺栓穿過所述長孔將所述連接件固定在建筑物的相鄰兩個框架梁的相對面上。
[0018]在上述施工方法中，在所述長孔內分別設有兩個彈性耗能元件，兩個所述彈性元件分別與所述連接螺栓和所述長孔兩端的內壁固定。
[0019]本發明，利用鋼箍圈夾緊固定加氣混凝土外掛墻板，能有效避免打孔預埋等應力集中而破壞，鋼箍圈增加了加氣混凝土墻體的整體性能；加氣混凝土外掛墻板利用穿過連接件上的長孔的連接螺栓固定在建筑物主體梁結構上，可視為“柔性連接”并具有耗能功能，因此連接節點不容易破壞，抗震性能較好。
[0020]另外，長孔內設有兩個彈性耗能元件形成自復位耗能裝置，在將加氣混凝土外掛墻板的荷載有效傳遞到主體結構的同時，地震過程中，自復位耗能裝置在結構具有較大的層間位移時可以協調層間變形對外掛加氣混凝土墻體的影響，，耗散主體結構傳遞到墻體的地震能量，并在震后實現墻體的自動復位，不需要更換零件，可以滿足下次的使用，節省成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明中加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點結構示意圖；
[0022]圖2為本發明中上連接件的示意圖；
[0023]圖3為本發明中加氣混凝土外掛墻板的安裝示意圖；
[0024]圖4為本發明中鋼箍圈的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明做出詳細的說明。
[0026]如圖1所示，本發明提供的加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點，包括鋼箍圈10，上、下連接件20、30以及兩根連接螺栓40。[0027]鋼箍圈10環套加氣混凝土外掛墻板50的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板50形成一個整體；
[0028]上、下連接件20、30分別固定在鋼箍圈10朝向室內側的表面上，且上、下連接件20,30分別位于鋼箍圈10的上部和下部。
[0029]如圖2所示，上、下連接件20、30結構相同，以上連接件20為例，上連接件20具有相互垂直的水平部21和豎直部22，豎直部22與鋼箍圈10固定，水平部21設有一個與豎直部平行的長孔23。
[0030]上連接件20的位置與建筑物的上層框架梁51相對應，下連接件30的位置與建筑物的下層框架梁52相對應，連接螺栓40穿過相應的長孔將上、下連接件20、30分別固定在建筑物的上、下層框架梁51、52的底面和頂面上。具體地說，通過連接螺栓40穿過上連接件20上的長孔將其固定在上層框架梁51的底面上，通過連接螺栓40穿過下連接件30上的長孔將其固定在下層框架梁52的頂面上。上、下連接件20、30距離加氣混凝土外掛墻板50的上、下邊緣設有一定的距離(框架梁高度的一半)，以保證上、下層加氣混凝土外掛墻板的完美對接，對接后上、下層加氣混凝土外掛墻板之間間隙很小。
[0031]如圖3所示，為了實現自復位耗能節點的自動復位功能，長孔內設有兩個彈性元件41形成自復位耗能裝置，兩個彈性元件41分別與連接螺栓40和長孔兩端的內壁固定。
[0032]在本實施例中，上、下連接件20、30均采用的是角鋼，彈性元件41采用的是彈簧，加氣混凝土外掛墻板50縱向安裝。
[0033]如圖4所示，鋼箍圈10為一條板彎折形成的環狀結構11，其兩個自由端在接合處分別向外彎折形成兩個相對設置的第一、第二緊固板12、13，第一、第二緊固板12、13上設有相對的貫穿通孔14，環狀結構11環套在加氣混凝土外掛墻板40的內、外表面上，通過緊固定螺栓緊固第一、第二緊固板12、13，使鋼箍圈10夾緊加氣混凝土外掛墻板40形成一個整體，確保鋼箍圈10不會脫落，增加了加氣混凝土外掛墻板的整體性能。
[0034]其中，第一緊固板12上設有多排貫穿通孔14，第二緊固板13上設有一排貫穿通孔14，通過選擇第一、第二緊固板12、13上不同排的貫穿通孔進行固定，實現鋼箍圈10對加氣混凝土外掛墻板的有級可調節地施加緊固力。
[0035]本發明中，利用鋼箍圈10夾緊加氣混凝土外掛墻板40，能夠有效避免打孔預埋等應力集中而產生的破壞，而且可以通過鋼箍圈對加氣混凝土外掛墻板進行吊裝或者移動，大大方便了施工。
[0036]連接螺栓40將上、下連接件20、30固定在建筑物的主體結構上(建筑物主體結構上的相應位置設置預埋件)，由于連接螺栓40可在一定外力的作用下沿長孔23滑動，因此，可視為“柔性連接”并具有小部分耗能功能，上、下連接件20、30只承擔水平方向荷載而不承擔豎向荷載。上、下連接件20、30將加氣混凝土外掛墻板50的荷載有效傳遞到主體結構承載的同時，還可以協調主體結構層間位移變。上、下連接件20、30的垂直部與加氣混凝土外掛墻板50固定在一起，在地震來臨的時候，加氣混凝土外掛墻板50可以自由滑動，滑動的同時產生摩擦，消耗部分地震能。
[0037]利用上述自復位耗能節點施工加氣混凝土外掛墻板的方法如下:
[0038]首先將鋼箍圈10環套加氣混凝土外掛墻板50的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板50形成一個整體；[0039]鋼箍圈10朝向室內側的表面的上部和下部分別焊接固定一個連接件(Z IOOmmX IOOmmX IOmm的熱軋等邊角鋼)，其中，角鋼預先在一個側邊上鉆出60mmX14mm的長孔，然后將角鋼的另一個側邊與鋼箍圈焊接在一起；
[0040]鋼箍圈10內口長為600臟、寬為120臟、高為300mm，鋼箍圈10厚度為10mm，采用
的焊接工藝是熔焊，在焊接過程中將角鋼接口加熱至熔化狀態，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體，確保角鋼和鋼箍圈10的整體強度和穩定。
[0041]加氣混凝土外掛墻板50采用的是尺寸為600mmX 300mmX 1500mm的A2.5強度的加氣混凝土外掛墻板，連接螺栓40為M15mmX 30mm，該節點可以在平面內產生滑移，當荷載過大時，連接件即可產生滑移保護加氣混凝土外掛墻板。
[0042]長孔20內設有兩個彈簧裝置形成的自復位耗能裝置，彈簧裝置的一端與連接螺栓固定，另一端與長孔兩端的側壁固定，這樣在地震時由于彈簧裝置的耗能，會減少傳遞到加氣混凝土外掛墻板的地震能量從而避免加氣混凝土外掛墻板的破壞。震后，由于彈簧裝置的回復作用，迫使地震中“搖擺”的加氣混凝土外掛墻板自動復位。
[0043]鋼箍圈應噴防火漆進行保護處理。
[0044]本發明提供的方案，具有如下顯著的優點:
[0045](I)能夠方便地實現加氣混凝土外掛墻板的連接，并在地震時具有較大的層間位移值，保護外掛加氣混凝土墻體不在地震時被破壞。
[0046](2)鋼箍圈能約束加氣混凝土墻體，增加墻體的整體性能,使加氣混凝土墻體受力性能更加合理；可以通過鋼箍圈進行墻體的吊裝或移動，便于施工吊裝，縮短工期，適合工業化住宅的推廣。
[0047](3)地震時，由于自復位耗能裝置的變形，會減少傳遞到墻體的能量從而避免了墻體的損傷。震后，由于彈簧裝置的回復作用，迫使地震中“搖擺”的加氣混凝土外掛墻板自動復位。
[0048](4)不需要更換零件，可以滿足下次的使用，節省成本。
[0049]本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.加氣混凝土外掛墻板的自復位耗能節點，其特征在于，包括:鋼箍圈，環套加氣混凝土外掛墻板的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板；兩個連接件，分別固定在所述鋼箍圈朝向室內側的表面上，連接件分別位于鋼箍圈的上部和下部，所述連接件具有相互垂直的水平部和豎直部，所述豎直部與所述鋼箍圈固定，所述水平部設有一個與豎直部平行的長孔，連接螺栓穿過所述長孔將所述連接件固定在建筑物的相鄰兩個框架梁的相對面上。
2.如權利要求1所述的自復位耗能節點，其特征在于，所述長孔內設有兩個彈性耗能元件，兩個所述彈性耗能元件分別與所述連接螺栓和所述長孔兩端的內壁固定。
3.如權利要求1所述的自復位耗能節點，其特征在于，所述連接件為角鋼。
4.如權利要求2所述的自復位耗能節點，其特征在于，所述彈性耗能元件為彈簧裝置。
5.如權利要求1所述的自復位耗能節點，其特征在于，所述鋼箍圈為條板彎折形成的環狀結構，其兩個自由端在接合處分別向外彎折形成兩個相對設置的緊固板，所述緊固板上設有相對的貫穿通孔，所述環狀結構環套在加氣混凝土外掛墻板的內、外表面上，通過緊固定螺栓緊固緊固板，將鋼箍圈夾緊加氣混凝土外掛墻板形成一個整體。
6.加氣混凝土外掛墻板的施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 將鋼箍圈環套加氣混凝土外掛墻板的內、外表面設置，并緊箍加氣混凝土外掛墻板形成一個整體； 在所述鋼箍圈朝向室內側的表面的上部和下部分別焊接固定一個連接件，所述連接件具有相互垂直的水平部和豎直部，所述豎直部與所述鋼箍圈固定，所述水平部設有一個與豎直部平行的長孔； 利用連接螺栓穿過所述長孔將所述連接件固定在建筑物的相鄰兩個框架梁的相對面上。
7.如權利要求6所述的施工方法，其特征在于，在所述長孔內設有兩個彈性耗能元件，兩個所述彈性耗能元件分別與所述連接螺栓和所述長孔兩端的內壁固定。
【文檔編號】E04B2/82GK103821265SQ201410073418
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】張國偉, 吳徽, 陳博珊 申請人:北京建筑大學