一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，包括梁柱框架、设置在梁柱框架中的墙体、连接框架柱与墙体的第一连接件以及连接框架梁与墙体的第二连接件；第一连接件为可变形构件；第二连接件刚性构件；所述的墙体内设置有能够产生蓄冷或者蓄热效果的相变构件。该种连接方案在提高结构及墙体的耗能能力的同时，也减小了墙体易发生平面外地震反应甚至倒塌现象。同时将墙体内的管道与太阳能集热系统连接，通过相变储能材料的蓄热蓄冷作用更好地减少了建筑运行能耗，从建筑取材的角度实现了建筑的节能运行，实现住宅用户的冬季采暖、夏季制冷的效果。

A prefabricated concrete frame structure based on phase change wall

【技术实现步骤摘要】
一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构
本技术属于混凝土框架结构抗震减灾
，具体涉及一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构。
技术介绍
装配式混凝土结构是指结构部分或全部构件提前预制，通过机械吊装和一定的连接手段，将结构各个部分连接成一个整体。装配式混凝土结构优点是质量好、生产效率高、工人劳动强度低且节能环保。但由于其抗震性能较差等原因，在一定程度上限制了该结构体系的推广应用。而其中框架-填充墙结构是建筑工程中广泛使用的一种结构体系。其中框架结构为主结构，而填充墙作为非承重构件主要起围护功能，在墙体未破坏之前与主结构共同参与工作，一旦破坏即退出工作。由于考虑到填充墙在地震作用下破坏后对结构的副作用，因此在我国现行规范中，并未考虑到填充墙在未破坏状态时对结构的有利影响。而框架-填充墙抗震减震性能主要通过构件之间的连接实现，包括梁柱连接及墙框连接，其中墙框连接分为墙柱连接与墙梁连接。而在实际施工过程中，为了保证墙体的稳定性与便于施工，一般采用使墙体与框架梁柱周边嵌实的做法，或者通过拉结筋等加强构件之间的连接，也称之为“刚性连接”。刚性连接能够在一定程度上保证墙体的整体稳定性，同时也具有隔音隔热等优点。但是从整体结构上来看，该种做法使得墙体吸收了较大的地震能量，而墙体的刚度较框架梁柱刚度较低，因此在地震作用下墙体更易于破坏，继而导致对主结构的破坏。与此对应的柔性连接能够增大主次结构的耗能能力，但是存在结构承载力较差及墙体平面外地震反应较大。随着经济的发展和社会的进步，能耗生产总量出现了持续增长，但我国可持续能源利用率低，在资源和环境的双重压力下，节能已成为亟需解决的问题。建筑能耗在社会总能耗中占比较大，且已经成为继工业能耗、交通能耗后第三大社会能耗消耗主体，相变材料由于具有巨大的蓄热性能，能储存多余的热量，并在需要时释放出来，降低了建筑物的运行能耗。将相变储能材料应用与建筑结构中，同时结合利用太阳能能源，研制适应季节性的相变墙体以此更好的减少建筑能耗，从而实现节能的目标，同时也为相变储能材料与建筑的结合使用提供了一定的思路。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，满足建筑结构抗震减灾的同时将相变材料与建筑结构结合实现绿色节能建筑。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，包括梁柱框架、设置在梁柱框架中的墙体、连接框架柱与墙体的第一连接件以及连接框架梁与墙体的第二连接件；所述的第一连接件为可变形构件；所述的第二连接件刚性构件；所述的墙体内设置有能够产生蓄冷或者蓄热效果的相变构件。具体的，所述的第一连接件包括板式弹簧、第一连接件和第二连接件，所述的第一连接件为槽形体，且在槽口处设置有外凸缘；所述的板式弹簧上设置有供第一连接件的两侧部穿过的第一通孔和供第二连接件穿过的第二通孔；所述的第一连接件的凸缘部与墙体连接，另一端通过所述的第一通孔与板式弹簧连接；所述的第二连接件一端预埋在框架柱中，另一端通过所述的第二通孔与板式弹簧连接。更具体的，所述的板式弹簧由多片钢板叠合连接而成，钢板的直径从底层至顶层逐渐增加，所述的第一通孔设置在多层钢板的中心并贯通每层钢板，所述的第二通孔设置在最底层钢板的边缘处；所有的钢板的横截面均为弧度一致的弧形；所述的第二连接件为螺栓。具体的，所述的第一连接件包括橡胶垫、波形弹簧以及预制墙体时预留的水平拉结筋，水平拉结筋与框架柱中的钢筋笼连接；所述的橡胶垫上设置有供水平拉结筋穿过的开孔；所述的波形弹簧和橡胶垫设置在框架柱与墙体之间，波形弹簧固定在橡胶垫上。具体的，所述的第二连接件为角钢，角钢的两个面上均设置有长圆形螺栓孔。具体的，所述的第二连接件为竖向拉结筋，竖向拉结筋的一端设置在墙体中，另一端与框架梁连接。具体的，位于墙体与底梁或楼板之间的第二连接件包括橡胶垫、波形弹簧以及预制墙体时预留竖向拉结筋，竖向拉结筋与底梁或楼板中的钢筋笼连接；所述的波形弹簧和橡胶垫设置在底梁或楼板与墙体之间，其中，波形弹簧固定在橡胶垫上。优选的，梁柱框架与墙体连接的墙角处设置有橡胶垫。具体的，所述的墙体为预制式相变墙体，所述的墙体内部设置有放置相变构件的孔洞，所述的相变构件包括内部管道和包覆在管道外的相变材料，相变构件的外部轮廓形状与孔洞的形状匹配。更具体的，所述的墙体由多个墙体单元拼接而成，每两个相邻墙体单元之间通过矩形箍筋连接，其中，每个墙体单元的两侧设置有延伸至其外部的水平筋，相邻墙体单元的水平筋固定在矩形箍筋上，并在相邻墙体单元之间浇筑有混凝土。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术中墙柱连接采用柔性连接方案，墙梁连接采用刚性(半刚性)连接方案。框架柱、框架梁及预制墙体通过墙框连接件使结构并联成整体，结构设置成三道抗震防线，即墙框连接件——次结构(即预制墙体)——主结构(即框架梁柱)，通过多道抗震防线，三者均参与工作，该种连接方案在提高结构及墙体的耗能能力的同时，也减小了墙体易发生平面外地震反应甚至倒塌现象。(2)本技术将墙体设置为相变墙体，墙体内的管道可与太阳能集热系统连接，通过相变储能材料的蓄热蓄冷作用更好地减少了建筑运行能耗，从建筑取材的角度实现了建筑的节能运行，实现住宅用户的冬季采暖、夏季制冷的效果。(3)本技术通过预制空心钢筋混凝土墙体及预制相变构件实现建筑装配化，构件可大量标准化大量生产，几乎不受天气情况等影响，减少施工现场的建筑垃圾，节能环保，缩短工期以及节约人力等优点，能够更广泛地适用于不同地区不同工况下建筑内外墙的拼接安装。本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是本技术的装配式混凝土框架体系示意图。图2是实施例1中第一连接件的结构示意图。图3是图2的正面示意图。图4是实施例1中预制柱和预制墙的连接示意图。图5是实施例2中第一连接件的结构示意图。图6是实施例2中现浇柱和预制墙的连接示意图。图7是实施例3中第二连接件结构示意图。图8是实施例3中预制梁和预制墙的连接示意图。图9是实施例4中现浇梁和预制墙的连接示意图。图10是实施例5中底梁或楼板梁和预制墙的连接示意图。图11是本技术的相变墙体的结构示意图。图12是本技术相变构件结构示意图。图中各标号表示为：1-梁柱框架，2-墙体，3-第一连接件，4-第二连接件，5-相变构件，6-橡胶垫，7-波形弹簧；11-框架柱，12-框架梁；21-水平拉结筋，22-竖向拉结筋，23-孔洞，24-墙体单元，25-矩形箍筋；241-马牙槽；31-板式弹簧，32-第一连接体，33-第二连接体；311-第一通孔，312-第二通孔，313-钢板；321-外凸缘；341-第三通孔；41-角钢，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，包括梁柱框架(1)和设置在梁柱框架中的墙体(2)，其特征在于，还包括连接框架柱(11)与墙体(2)的第一连接件(3)以及连接框架梁(12)与墙体(2)的第二连接件(4)；/n所述的第一连接件(3)为可变形构件；所述的第二连接件(4)为刚性构件；所述的墙体(2)内设置有能够产生蓄冷或者蓄热效果的相变构件(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，包括梁柱框架(1)和设置在梁柱框架中的墙体(2)，其特征在于，还包括连接框架柱(11)与墙体(2)的第一连接件(3)以及连接框架梁(12)与墙体(2)的第二连接件(4)；
所述的第一连接件(3)为可变形构件；所述的第二连接件(4)为刚性构件；所述的墙体(2)内设置有能够产生蓄冷或者蓄热效果的相变构件(5)。


2.如权利要求1所述的基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，其特征在于，所述的第一连接件(3)包括板式弹簧(31)、第一连接体(32)和第二连接体(33)，所述的第一连接体(32)为槽形体，且在槽口处设置有外凸缘(321)；所述的板式弹簧(31)上设置有供第一连接体(32)的两侧部穿过的第一通孔(311)和供第二连接体(33)穿过的第二通孔(312)；所述的第一连接体(32)的凸缘部与墙体(2)连接，另一端通过所述的第一通孔(311)与板式弹簧(31)连接；所述的第二连接体(33)一端预埋在框架柱(11)中，另一端通过所述的第二通孔(312)与板式弹簧(31)连接。


3.如权利要求2所述的基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，其特征在于，所述的板式弹簧(31)由多片钢板(313)叠合连接而成，钢板(313)的直径从底层至顶层逐渐增加，所述的第一通孔(311)设置在多层钢板的中心并贯通每层钢板(313)，所述的第二通孔(312)设置在最底层钢板的边缘处；所有的钢板(313)的横截面均为弧度一致的弧形；所述的第二连接体(33)为螺栓。


4.如权利要求1所述的基于相变墙体的装配式混凝土框架结构，其特征在于，所述的第一连接件(3)包括橡胶垫(6)、波形弹簧(7)以及预制墙体(2)时预留的水平拉结筋(21)，水平拉结筋(21)与框架柱(11)中的钢筋笼连接；所述的橡胶垫(6)上设置有供水平拉结筋(21)穿过的第三通孔(341)；所述的波形弹簧(7)和橡胶垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华，郭梦雪，林笑，杨世林，隋学敏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61