具有三道抗震防线的密肋复合墙结构体系制造技术

本发明专利技术公开了一种具有三道抗震防线的新型密肋复合墙结构体系，该结构体系包括第一道抗震防线点接触式Ｘ型填充砌块、第二道抗震防线钢筋混凝土密肋框格单元、第三道抗震防线钢筋混凝土隐形外框架、现浇钢筋混凝土楼板。其中点接触式Ｘ型填充砌块与混凝土框格在四个角部接触，中间用柔性材料填充，密肋框格单元侧面和外框柱之间设有１０～５０ｍｍ缝隙，密肋框格单元与外框梁顶面、底面通过肋柱纵向钢筋锚固到框架梁内实现刚性连接。结构体系具有明确的三道抗震、耗能防线，各道防线在不同等级地震下依次发挥主导防御作用，达到分阶段耗散地震能量、减弱地震反应的目的；荷载传递路径清晰，力学模型简单直观，便于实现密肋复合墙结构的精细化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有三道抗震防线的新型密肋复合墙结构体系，属于建筑结构抗震减震
技术背景地震是一种危及人民生命财产安全以及破坏性、危害性极大的突发性自然灾害，尤其在人口密集、工 业发达的城市和地区，造成的损失更为惨重。目前为止，人们对地震的认识和研究还在不断进行中。由于 建筑结构的复杂性、地震动的不确定性、人们对地震认识的局限性与模糊性、结构计算尤其是抗震分析计 算的精确程度、材料性能与施丁安装时的变异性以及其他不可预测的因素，使得计算结果尤其是经过实用 简化后的结果可^与实际相差较大，很多作用效应至今尚无法定量计算出来。因此，在抗震设计中，结构 的概念设计是非常重要的一点，而概念设计的基本要求之一即是结构应具有多道抵抗地震作用力、消耗地 震能量的抗震防线。目前在我国广大乡村城镇地区，居民住宅建筑经常采用砌体结构形式。同混凝土结构相比，砌体结构 抗震性能较差，抗震防线单一，历次大震证明，采用砌体结构的房屋建筑，其倒塌率远远高于采用混凝土 框架、混凝土框架-剪力墙等双重和多重抗侧力体系建筑的倒塌率。同时，传统砌体结构使用烧结粘土砖 时需要大量挖土毁田，消耗了土地、煤炭等不可再生资源，加上未能充分利用而排放掉的工业废渣所占用 的土地，已经越来越不适合可持续发展的要求。针对传统粘土砖砌体结构浪费资源、抗震防线单一等缺点， 中国专利技术专利公开号为200610001006.6的专利申请文本公开了一种名称为"密肋结构体系及其连接施工 工艺方法"的结构形式，其中的主要受力构件墙板是钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件， 用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁肋柱进行划分，并在格子中嵌入长方体的轻质材料填充块而形成。但是，上述结构体系存在以下不足(1) 填充砌块与肋梁、肋柱、外框架的接触长度不明确，导致受力模型不清晰，荷载传递途径不直 观，砌块在抗震过程中所发挥的作用无法准确预计；(2) 在外力作用下，由于砌块与框格的面接触，导致砌块的破坏形式多样，可能发生剪切破坏，也 可能发生受压破坏，或者先发生一定程度剪切破坏然后转为受压破坏，且砌块破坏次序不稳定；(3) 由于砌块与肋柱的面接触，导致肋柱的受力机制转变，由合理的压弯破坏形式转变为压剪破坏 形式，肋柱破坏带有脆性性质；(4) 密肋复合墙板与外框架柱通过肋梁联系在一起，是现阶段本领域技术人员的通用做法，而这造 成外框架与密肋复合墙板各自需要发挥的的抗震作用及破坏的先后顺序无法区分开，很多情况下墙板与外 框架同时发生破坏，导致"先墙板后框架"的延性破坏顺序不能实现，结构实际上只表现出两道抗震防线。
技术实现思路
针对既有密肋复合墙结构体系的缺陷，专利技术人提供了一种具有明确的三道抗震防线的新型密肋复合墙 结构体系。本专利技术的目的是通过改变填充砌块与框格单元、密肋复合墙板与外框架的接触形式，明确将填充砌 块、密肋复合墙板、外框架作为结构的第一道、第二道、第三道抗震防线，使之能够在小震、中震和大震 作用下，依次发;'？抗震耗能的主导作用，达到准确预测各道防线的破坏顺序，区分破坏对象的精细化设计。本专利技术由第一道抗震防线点接触式X型填充砌块1、第二道抗震防线钢筋混凝土密肋框格单元2、第 三道抗震防线钢筋混凝土隐形外框架3、楼板4组成，其特征是钢筋混凝土密肋框格单元2四边设置钢筋混凝土隐形外框架3，在钢筋混凝土密肋墙板框格单元2的每个单元格内安装点接触式X型填充砌块1， 钢筋混凝土隐形外框架3与楼板4连接。其中第三道抗震防线钢筋混凝土隐形外框架3是由隐形框架柱、 联系柱和隐形框架梁组成。所述点接触式X型填充砌块1的外轮廓尺寸为500 800mrn，长度和宽度尺寸相差在200mm之内，其角 部与框格接触的长度Ll为1/4倍的边长，凹槽长度L2为1/2倍的边长，凹槽深度L3为1/15 1/20倍的同方向边长，砌块材料为加气混凝土砌块、加气硅酸盐砌块点接触式X型填充砌块1的凹槽部位采用圆 弧过渡方式，或采用棱角过渡方式，棱角过渡方式中，棱角e的最优角度为120° 150° ; X型填充砌块 的四个角部平面保证一定的粗糙度。所述点接触式X型填充砌块1的凹槽处用柔性材料粘贴，形成规则的长方体试块。柔性材料是泡沫混 凝土、聚苯乙烯泡沫塑料板、或橡胶板。所述钢筋混凝土密肋框格单元2的截面宽度为100 200腿，框格净间距为500 800咖，框格纵向受 力钢筋为4O6 4O10，箍筋为04,箍筋间距为100 200,，其中肋柱纵筋直径比肋梁纵筋直径大2 3鹏； 密肋复合墙板采用工厂预制或施工现场手工砌筑现浇形成，墙板厚度取150 300腿。所述密肋框格单元(2)外侧与框架柱之间留有间隙，间隙大小为10 50mm，用泡沫混凝土、聚苯乙 烯泡沫塑料板、或橡胶板填充，密肋复合墙板施工后，在墙板外侧相应位置设置填充材料，然后再进行外 框架柱的施工；密肋墙板顶部、底部肋柱与框架梁采用刚接方式连接，肋柱钢筋伸入框架梁内并满足锚固 长度要求，肋柱纵筋在本层以下框架梁混凝土浇注前预留。与既有密肋,结构体系相比，本专利技术具有的优点是(1) 采用X型填充砌块，砌块角部与框格接触的长度L1为1/4倍的边长，明确了填充砌块与肋梁、 肋柱、外框架的接触长度，框格单元与填充砌块类似框-斜撑作用机制，荷载传递路径清晰直观，荷载作 用下砌块单轴受压，破坏的形式也是受压破坏，因此其破坏形式合理，承载能力较为稳定；(2) X型填充砌块与肋柱的点接触方式，使肋柱由不合理的压剪破坏形式转变为合理的压弯破坏形式， 避免了肋柱脆性破坏性质；(3) 采用缝隙将密肋复合墙板与外框架柱分割开来，避免了墙板与框架柱之间在受力和变形方面的 相互影响；在墙板抗侧刚度远大于框架柱抗侧刚度的情况下，墙板承担大部分地震力，将先于框架柱达到 承载力极限状态发生破坏，而两者相对独立的状态决定了墙板的破坏不影响框架柱，即确保实现地震作用 下"先墙板后框架"的延性破坏顺序；(4) 结构体系具有明确的三道抗震、耗能防线小震、中震和大震作用下，X型填充砌块、框格单元、 外框架依次发挥抗震耗能的主导作用，具有非常明确的"填充砌块-框格-外框架"的延性破坏顺序；小震 下密肋复合墙体中X型填充砌块由于受到框格单元的约束，可能没有裂缝或裂缝被限制在一定范围之内， 微小裂缝在反向荷载作用时将趋于闭合，并能继续承受荷载，此时X型砌块是主要抗震构件，发挥其作为 第一道抗震防线的作用；中震下，墙体内X型填充砌块由于强度较低，普遍开裂，致使X型砌块的刚度和 承载力下降较快，而由框格和开裂砌块构成的刚架斜压杆受力体系，成为抵抗地震作用的主要构件，此时 框格作为第二道抗震防线，与第一道防线X型填充砌块共同参与结构的抗震，保护主体外框架无明显破坏； 大震下，众多X型填充砌块在约束条件下破坏严重、甚至剥落，使得墙体类似一耗能装置， 一方面，可以 积极耗散地震能量，另一方面，使结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现周期调整以避开地振 动所引起的共振效应，而在X型填充砌块大量破坏的同时，作为第三道抗震防线的外框架开始发挥作用， 保证结构主体具有足够的竖向承载力，避免倒塌破坏的发生；(5) 设计者可以准确预测各道防线的破坏顺序和破坏时间，实现基于性能的精细化抗震设计。 附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有三道抗震防线的新型密肋复合墙结构体系，由第一道抗震防线点接触式Ｘ型填充砌块（１）、第二道抗震防线钢筋混凝土密肋框格单元（２）、第三道抗震防线钢筋混凝土隐形外框架（３）、楼板（４）组成，其特征是：钢筋混凝土密肋框格单元（２）四边设置钢筋混凝土隐形外框架（３），在钢筋混凝土密肋框格单元（２）的每个单元格内安装点接触式Ｘ型填充砌块（１），钢筋混凝土隐形外框架（３）与楼板（４）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚谦峰，郭猛，张杰，夏雷，
申请(专利权)人：姚谦峰，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]