一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供了一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构及其施工方法，改变了普通填充墙框架结构的脆性破坏模式，提高了填充墙的变形和耗能能力，解决了普通填充墙框架结构的抗震性能差的问题。本发明专利技术的高延性混凝土滑移填充墙框架结构由框架柱、框架梁、填充墙、水平缝和高延性混凝土面层组成；施工时，首先砌筑填充墙，然后在填充墙表面均匀压抹高延性混凝土，面层预留水平缝，且水平缝位于填充墙的水平灰缝处。本发明专利技术的高延性混凝土滑移填充墙框架结构的变形和耗能能力明显优于传统填充墙框架，实现滑移耗能机制。高延性混凝土滑移填充墙框架结构施工方便、构造简单、节约造价，既适用于新建结构，又可用于既有结构加固改造。

【技术实现步骤摘要】
一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构及其施工方法
本专利技术属于建筑结构工程和加固改造
，具体涉及一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构及其施工方法。
技术介绍
由于填充墙框架结构具有便于空间分隔、布置灵活、自重轻等优点，在我国应用广泛，尤其在抗震设防地区，其更是成为政府、医院和学校等重要社会职能机构的首选结构形式。历次震害表明：大部分框架结构表现出良好的抗震性能，框架主体轻微损伤，但填充墙发生严重破坏或倒塌，尤其是作为逃生通道的楼梯间隔墙倒塌最为严重，造成严重的人员伤亡和经济损失。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术的目的是提供一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构及其施工方法。为此，本专利技术提供的高延性混凝土滑移填充墙框架结构包括框架柱、框架梁、和设置在框架柱和框架梁之间的填充墙，其特征在于：所述填充墙表面压抹高延性混凝土面层，所述高延性混凝土面层预留至少一条的水平缝，且所述水平缝位于填充墙的水平灰缝处。可选的，所述高延性混凝土面层的厚度为10～30mm。可选的，填充墙上水平缝分割出每个区域的高宽比为0.2～0.5。优选的，所述水平缝的宽度与填充墙的水平灰缝同宽。可选的，所述高延性混凝土面层预留两条、三条或四条的水平缝。所提供的施工方法包括：步骤一，进行框架柱、框架梁及填充墙施工；步骤二，在填充墙面预设水平缝处固定条形板；步骤三，在填充墙的表面均匀压抹高延性混凝土面层，待高延性混凝土面层达到设计强度时，拆除条形板，即完成水平缝施工。本专利技术同时还提供了采用上述结构的建筑。本专利技术的高延性混凝土滑移填充墙框架结构主要适用于一般民用建筑(多层和高层钢筋混凝土框架填充墙结构房屋)，也可适用于工业建筑。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的高延性混凝土滑移填充墙框架结构应用在实际工程后，在受到较低烈度地震作用时，该高延性混凝土滑移填充墙框架结构仍处于弹性阶段。在强烈地震作用下，通过子墙体单元间相对滑移耗散外部输入的能量，减轻了填充墙和框架的损伤。(2)本专利技术提供的高延性混凝土滑移填充墙框架结构，构造简单、施工方便、节约造价，且厚度较薄，不增加结构自重。(3)本专利技术中采用的高延性混凝土具有高强度、高韧性、高耐损伤能力，可有效避免填充墙局部压碎，显著提高框架填充墙的整体性和抗震性能，减少甚至免去强震后修复的工作。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的高延性混凝土滑移填充墙框架结构的结构示意图；图2是图1的断面示意图；图3为试件IF、DIF和试件SIF的尺寸与配筋示意图；图4a为试件IF加载前示意图；图4b为试件DIF加载前示意图；图4c为试件SIF加载前示意图；图5a为试件IF的破坏形态示意图；图5b为试件DIF的破坏形态示意图；图5c为试件SIF的破坏形态示意图；图6a为试件IF的滞回曲线图；图6b为试件DIF的滞回曲线图；图6c为试件SIF的滞回曲线图；图7为试件IF、DIF和SIF的骨架曲线图；图8为试件IF、DIF和SIF的累积耗能曲线图。具体实施方式如果没有特殊说明，本专利技术所述术语、参数均按照本领域常规认识理解或者采用本领域已有技术手段实现。本专利技术所述的高延性混凝土是本领域已知材料，其是一种具有高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力的结构材料，在拉伸荷载下具有典型的应变硬化特征和细密的多裂缝开展现象，例如但又不限于CN102910871A、CN111003980A中公开的高延性混凝土及在其基础上做的优化或改进。在本专利技术中填充墙两侧表面高延性混凝土的作用包括但不限于：1)可改善普通填充墙框架结构的脆性破坏模式；2)解决普通砌体填充墙变形能力小、整体性差和抗倒塌能力不足的问题；3)提高普通填充墙框架结构的变形和耗能能力。本专利技术方案中的高延性混凝土的配方不做限定，配方设计以实现本专利技术的技术目的为准。本专利技术的高延性混凝土面层厚度可按实际工程中填充墙抹灰厚度±10mm确定，例如，10～30mm。本专利技术所述高延性混凝土面层预留至少一条的水平缝指的是填充墙的一侧预留至少一条水平缝，所预留水平缝的作用包括但不限于：使该处的灰缝形成薄弱层，当结构达到一定水平位移时，填充墙沿此灰缝滑动，实现滑移机制，提高填充墙框架结构的变形能力。水平缝预留条数根据填充墙高宽比确定，填充墙上水平缝分割出每个区域的高宽比宜控制在0.2～0.5之间。多条水平缝之间的间距尽量相等。优选的，每条水平缝的宽度与所对应的填充墙水平灰缝宽度相同。包括上述说明内容，整体结构上，本专利技术高延性混凝土填充墙框架结构的位移延性系数是普通填充墙框架结构的6.13倍，在极限位移时累积耗能是普通填充墙框架结构的4.65倍，实现预定滑移耗能机制，可大幅度提高填充墙框架结构的变形和耗能能力。实施例1：如图1和图2所示，本实施例提供了一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构尺寸如下：框架柱中心线长度为4300mm、柱高为3000mm、填充墙截面尺寸为3900mm(宽)×2500mm(高)×200mm(厚)；在填充墙3表面压抹15mm厚的高延性混凝土面层5；高延性混凝土滑移填充墙框架结构的施工方法：按传统工艺进行框架柱、梁施工，并砌筑填充墙3；填充墙3砌筑完成后，分别在填充墙两侧沿填充墙3约1/3和2/3高度的灰缝处固定2道10mm宽木板条，木条厚度同面层厚度；在填充墙3两侧表面均匀压抹高延性混凝土面层5，待高延性混凝土面层5达到设计强度时，拆除木板条，形成水平缝4，完成高延性混凝土滑移填充墙框架结构的施工。该实施例中所用高延性混凝土配方为：水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PE纤维、钢纤维和水，其中，按质量比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水＝1：0.1：0.2：0.76：0.22，以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PE纤维的体积掺量为1％，钢纤维的体积掺量为2％；构件其截面尺寸及配筋相同，其几何尺寸及配筋见图3所示；混凝土采用C30级商品混凝土，框架梁、柱钢筋均采用HRB400级钢筋，填充墙采用MU5.0级烧结空心砖(240mm×200mm×115mm)，填充墙采用全顺形式砌筑，灰缝厚度10mm。以下是专利技术人提供的关于本专利技术的高延性混凝土滑移填充墙框架结构(SIF试件)与普通填充墙框架结构(IF试件)和高延性混凝土加固填充墙框架(DIF试件)的抗震性能对比试验：(1)试验方案设计并制作了3种试件，包括普通填充墙框架(框架柱+框架梁+填充墙)、高延性混凝土加固填充墙框架(框架柱+框架梁+填充墙+高延性混凝土面层)和高延性混凝土滑移填充墙框架试件(框架柱+框架梁+填充墙+高延性混凝土面层+水平缝，实施例1结构)，编号分别为IF、DIF、SIF。其截面尺寸及配筋相同，其几何尺寸及配筋见图3所示。混凝土采用C30级商品混凝土，框架梁、柱钢筋均采用HRB400级钢筋，填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构，包括框架柱(1)、框架梁(2)和设置在框架柱和框架梁之间的填充墙(3)，其特征在于：所述填充墙(3)表面压抹高延性混凝土面层(5)，所述高延性混凝土面层(5)预留至少一条的水平缝(4)，且所述水平缝(4)位于填充墙(3)的水平灰缝处。/n

【技术特征摘要】
1.一种高延性混凝土滑移填充墙框架结构，包括框架柱(1)、框架梁(2)和设置在框架柱和框架梁之间的填充墙(3)，其特征在于：所述填充墙(3)表面压抹高延性混凝土面层(5)，所述高延性混凝土面层(5)预留至少一条的水平缝(4)，且所述水平缝(4)位于填充墙(3)的水平灰缝处。


2.如权利要求1所述的高延性混凝土滑移填充墙框架结构，其特征在于，所述高延性混凝土面层(5)的厚度为10～30mm。


3.如权利要求1所述的高延性混凝土滑移填充墙框架结构，其特征在于，填充墙上水平缝分割出的每个区域的高宽比为0.2～0.5。


4.如权利要求1所述的高延性混凝土滑移填充墙框架结构，其特征在于，所述水平缝的宽度与填...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓明科，吕浩，朱子豪，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61