CN213805987U - 一种装配式减震墙体框架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑技术领域，公开了一种装配式减震墙体框架结构，包括框架、墙板组和U形连接件，框架包括底梁、顶梁和框架柱，墙板组包括至少两个沿上下方向层叠布置的墙板单元，墙板单元的两端分别插装在U形连接件内，U形连接件与框架柱之间用螺栓固定连接。墙板单元可采用预制成型而免于现场制作，安装简易，提高装配效率；墙板单元插装在U形连接件内，U形连接件与框架柱连接，避免墙板单元与框架直接连接，地震时墙板单元可在U形连接件内进行水平移动，发挥剪切滞回耗能作用，从而增加框架的耗能能力，也降低墙体对框架结构的附加刚度和约束效应；同时U形连接件可以限制墙板单元的墙面外位移，从而避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。

Description

一种装配式减震墙体框架结构

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，特别是涉及一种装配式减震墙体框架结构。

背景技术

框架结构设计中通常将填充墙处理为非结构构件，不考虑填充墙对主体结构的附加刚度和约束效应，对结构周期进行一定折减。然而大量试验表明地震作用下，填充墙和框架梁、柱是一个共同受力体系，填充墙的损伤和倒塌将严重危及人民生命财产安全。因此，框架结构设计应考虑填充墙对结构整体抗震性能的影响，降低填充墙对框架结构的附加刚度和约束效应并防止填充墙的损坏甚至倒塌，是提高结构整体抗震性能的重要途径。

钢框架结构具有自重轻，抗震性能良好，可充分利用建筑空间等优点。同时钢框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配式结构。随着装配式建筑市场的爆发式增长，针对装配式框架结构抗震性能的研究应用获得广泛关注，但目前填充墙对结构的不利影响及其地震破坏的危害性仍缺乏重视。因此，学界提出了在框架结构中采用减震墙体替代传统填充墙，降低墙体对框架结构的附加刚度和约束效应，并可提供一定的附加阻尼耗散地震能量，降低结构的地震动响应。

目前，减震墙板在保证结构发挥减震机理的同时，存在以下几个亟需解决的问题：第一，装配式墙板一般采用较低强度等级的混凝土或砂浆等现场制作，工作量大且污染严重，在连接件拉动下容易使墙板受拉破坏；第二，减震墙板在发挥滑移耗能的过程中，由于缺少限制其平面外位移的措施，容易发生平面外失稳；第三，当墙体在地震损坏后，由于传统连接构造复杂，墙体难以及时更换，导致建筑的正常使用功能难以快速恢复。此外，减震墙板还需要能够降低填充墙对框架结构的附加刚度和约束效应，能够通过墙板单元的相对错动，使减震层发挥剪切滞回耗能作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种装配式减震墙体框架结构，能够提高减震墙体和框架结构的装配率，降低墙体对框架结构的附加刚度和约束效应，增加框架结构的耗能能力，并避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种装配式减震墙体框架结构，包括框架、布置在所述框架内的墙板组和连接所述框架与墙板组的U形连接件，所述框架包括底梁、顶梁和连接所述顶梁与底梁的框架柱，所述墙板组包括至少两个沿上下方向层叠布置的墙板单元，所述墙板单元的两端分别插装在所述U形连接件内，所述U形连接件与所述框架柱之间固定连接。

优选地，所述墙板单元的两端分别成型有V形端头，所述U形连接件内开设有与V形端头契合的所述V形槽，所述V形端头插装所述在所述U形连接件的V形槽内。

优选地，所述V形端头与所述V形槽之间具有间隙，所述间隙内布置有柔性填充材料。

优选地，位于顶部的墙板单元与所述顶梁之间具有间隙，间隙内布置有柔性填充材料。

优选地，所述柔性填充材料为PU发泡剂。

优选地，相邻的墙板单元之间、底部的墙板单元与所述底梁之间均设有减震层。

优选地，所述减震层为SBS卷材。

优选地，所述顶梁、底梁和框架柱均为钢结构，所述顶梁与底梁分别与所述框架柱通过角钢连接，顶部的墙板单元连接的U形连接件的上端、与底部的墙板单元连接的U形连接件的下端分别设置有用于避让角钢的凹角。

优选地，所述U形连接件上预制有螺纹孔，U形连接件与所述框架柱通过螺栓固定连接。

优选地，所述框架柱上预埋有固定板，所述U形连接件与所述固定板焊接固定。

本实用新型实施例一种装配式减震墙体框架结构与现有技术相比，其有益效果在于：墙板单元均可采用预制成型而免于现场制作，安装简易，提高装配效率；墙板单元插装在U形连接件内，U形连接件与框架柱连接，避免墙板单元与框架直接连接，地震时墙板单元可在U形连接件内进行水平移动，发挥剪切滞回耗能作用，从而增加框架的耗能能力，也降低墙体对框架结构的附加刚度和约束效应；同时U形连接件可以限制墙板单元的墙面外位移，从而避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。

附图说明

图1是本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例一的结构示意图；

图2是图1的装配式减震墙体框架结构的第一墙板单元与框架的连接构造示意图；

图3是图1的装配式减震墙体框架结构的第二墙板单元与框架的连接构造示意图；

图4是图1的装配式减震墙体框架结构的第三墙板单元与框架的连接构造示意图；

图5是图1的装配式减震墙体框架结构的第一墙板单元与第一U形连接件的连接示意图；

图6是图1的装配式减震墙体框架结构的第二墙板单元与第二U形连接件的连接示意图；

图7是图1的装配式减震墙体框架结构的第三墙板单元与第三U形连接件的连接示意图；

图8是图1的装配式减震墙体框架结构的第一U形连接件的构造示意图；

图9是图1的装配式减震墙体框架结构的第二U形连接件的构造示意图；

图10是图1的装配式减震墙体框架结构的第三U形连接件的构造示意图；

图11是本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例二的结构示意图；

图12是本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例三的结构示意图；

图13是本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例三的结构示意图。

图中，1、顶梁；2、底梁；3、框架柱；4、第一墙板单元；5、第二墙板单元；6、第三墙板单元；7、第一U形连接件；8、第二U形连接件；9、第三U形连接件；10、柔性填充材料；11、减震层；71、凹角。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种装配式减震墙体框架结构的实施例一，如图1至图10所示，该装配式减震墙体框架结构包括框架、墙板组和U形连接件，墙板组布置在框架内，U形连接件连接在墙板组和框架之间。框架、墙板组和U形连接件均为预制件，安装方便快捷，当墙板在地震损坏后，可实现墙板单元和连接件及时更换，快速恢复建筑的正常使用功能。

框架包括底梁2、顶梁1和框架柱3，顶梁1、底梁2和框架柱3均为钢结构，框架为一榀钢框架，其跨度为5000mm，层高3500mm。底梁2、顶梁1、和框架柱3的截面形式均采用工字形截面，底梁2、顶梁1、和框架柱3的截面尺寸和材料强度均根据《钢结构设计标准》(GB50017－2017)和《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)确定。

墙板组布置在框架内，墙板组包括三个沿上下方向层叠布置的墙板单元，定义三个墙板单元由上至下依次为第一墙板单元4、第二墙板单元5和第三墙板单元6，第一墙板单元4、第二墙板单元5和第三墙板单元6均为预制墙板单元，以减少施工现场的工作量，降低污染，提高装配效率。

第一墙板单元4通过两个第一U形连接件7与框架柱3连接，第二墙板单元5通过两个第二U形连接件8与框架柱3连接，第三墙板单元6通过两个第三U形连接件9与框架柱3连接。第一U形连接件7、第二U形连接件8和第三U形连接件9的高度和宽度分别与第一墙板单元4、第二墙板单元5和第三墙板单元6的高度和宽度相同。

第一U形连接件7、第二U形连接件8以及第三U形连接件9上分别开设有V形槽，第一墙板单元4、第二墙板单元5、第三墙板单元6的左右两端分别成型有V形端头，V形端头能够嵌装在U形连接件的V形槽内，V形槽的槽壁可以对V形端头进行挡止，限制墙板单元发生墙面外位移，从而避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。

第一墙板单元4与第一U形连接件7之间、第二墙板单元5与第二U形连接件8之间、第三墙板单元6与第三U形连接件9之间均留有一定的间隙，间隙内均采用柔性填充材料10进行填充。在本实施例中，柔性填充材料10为PU发泡剂。

顶梁1与底梁2分别与框架柱3通过角钢连接，第一U形连接件7的顶端、第三U形连接件9的底端上与角钢接触的部位分别预制成型有凹角71，凹角71用于避让角钢，避免第一U形连接件7、第三U形连接件9与角钢之间出现干涉，使得第一U形连接件7和第三U形连接件9与框架柱3之间不留缝隙，保证墙板单元保持水平受力。

第一U形连接件7、第二U形连接件8和第三U形连接件9上均预制有螺纹孔，第一U形连接件7、第二U形连接件8和第三U形连接件9与框架柱3之间通过螺栓连接，螺纹孔预制成型，便于从框架柱3***螺栓并直接拧紧。

第三墙板单元6与钢框架底梁2之间、第三墙板单元6与第二墙板单元5之间、第二墙板单元5与第一墙板单元4之间均设置减震层11。本实施例中，减震层1111采用SBS卷材，SBS卷材与墙板单元以及底梁2之间通过粘接固定。第一墙板单元4与顶梁1之间具有间隙，间隙内布置有柔性填充材料10，柔性填充材料10为PU发泡剂。间隙以及柔性填充材料10有利于避免挠曲变形后的顶梁1挤压第一墙板单元4，避免第一墙板单元4产生局部压溃的情况，从而保护第一墙板单元4。

上述的装配式减震墙体框架结构在施工时，包括以下步骤：

步骤1：第三墙板单元6的安装。先将底梁2表面清理干净，保证表面整洁平坦，然后在底梁2定出的墙板位置范围内涂满建筑用的胶水，剪出所需段与墙板单元长度等长的SBS卷材(减震层11采用SBS卷材)，取其中一段SBS卷材一面对准所定出的位置贴紧底梁2，再在另一面上涂满建筑用胶水；将第三U形连接件9嵌入到第三墙板单元6左右两侧的V型端头中，对准位置将第三墙板单元6吊装在底梁2的减震层11上，通过螺栓将第三U形连接件9固定在框架柱3上；在第三墙板单元6的表面上涂上一层建筑用胶水，取一段SBS卷材对准贴紧，再在卷材另一面上涂满建筑用胶水。

步骤2：第二墙板单元5的安装。将第二U形连接件8嵌入到第二墙板单元5的左右两侧的V型端头，对准位置将第二墙板单元5吊装在第三墙板单元6的SBS卷材上，通过螺栓将第二U形连接件8固定在框架柱3上，再在第二墙板单元5的表面涂上一层建筑用胶水，取一段SBS卷材对准贴紧，再在卷材的另一面涂满建筑用胶水。

步骤3：第一墙板单元4的安装。在向框架内安装第一墙板单元4时，预先需要将第一墙板单元4的上、下表面都涂满建筑用胶水，然后将第一U形连接件7嵌入到第一墙板单元4左右两侧的V型端头，对准位置将第一墙板单元4吊装在第二墙板单元5的减震层11上，通过螺栓将第一U形连接件7固定在框架柱3上。

步骤4：间隙的填充。第一墙板单元4与顶梁1之间的间隙、第一墙板单元4与第一U形连接件7之间的间隙、第二墙板单元5与第二U形连接件8之间的间隙、第三墙板单元6与第三U形连接件9之间的间隙均采用柔性填充材料10进行填充。本实施例中柔性填充材料10使用PU发泡剂。

本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例二，如图11所示，与实施例一的区别在于：框架的顶梁1、底梁2和框架柱3均为钢筋混凝土结构，适应不同结构对装配式减震墙板的使用需求。钢筋混凝土框架的顶梁1、底梁2、框架柱3的截面尺寸、配筋和混凝土强度等级均根据混《凝土结构设计规范》(GB50010－2010)和《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)确定。

第一墙板单元4、第二墙板单元5、第三墙板单元6和第二U形连接件8均不变，第一U形连接件7、第三U形连接件9上省略凹角71，使第一U形连接件7、第二U形连接件8和第三U形连接件9的结构相同。框架柱3的内侧面预埋有固定板，固定板为钢板，第一U形连接件7、第二U形连接件8和第三U形连接件9与固定板焊接固定。

本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例三，如图12与图13所示，与实施例一的区别在于：为了提高装配化效率的同时实现减震墙板的耗能机制，墙板组仅包括第一墙板单元4和第三墙板单元6，省略第二墙板单元5和第二U形连接件8，第一墙板单元4和第三墙板单元6的高度根据建筑使用情况而定。仅需第一U形连接件7和第三U形连接件9即可带动第一墙板单元4和第三墙板单元6发生水平相对运动，使第一墙板单元4和第三墙板单元6之间的减震层11发生剪切变形。

本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例四，与实施例一的区别在于：本实施例中的第二墙板单元5的数量也可以是两个、三个、四个、五个等其他任意数目，各个第二墙板单元5与框架柱3之间通过第二U形连接件8连接。

本实用新型的装配式减震墙体框架结构的实施例五，与实施例一的区别在于：为了适应不同的施工要求，柔性填充材料10由PU发泡剂替换为橡胶发泡棉。通过将橡胶发泡棉塞入墙板单元与框架之间的间隙中，起到填充封接间隔的作用，橡胶发泡棉构成软体材料。在其他实施中，发泡填充剂也可具体为PP发泡材料或者EVA发泡材料等，使用方法与PU发泡剂类似。

综上，本实用新型实施例提供一种装配式减震墙体框架结构，其墙板单元均可采用预制成型而免于现场制作，安装简易，提高装配效率；墙板单元插装在U形连接件内，U形连接件与框架柱连接，避免墙板单元与框架直接连接，地震时墙板单元可在U形连接件内进行水平移动，发挥剪切滞回耗能作用，从而增加框架的耗能能力，也降低墙体对框架结构的附加刚度和约束效应；同时U形连接件可以限制墙板单元的墙面外位移，从而避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种装配式减震墙体框架结构，其特征在于，包括框架、布置在所述框架内的墙板组和连接所述框架与墙板组的U形连接件，所述框架包括底梁、顶梁和连接所述顶梁与底梁的框架柱，所述墙板组包括至少两个沿上下方向层叠布置的墙板单元，所述墙板单元的两端分别插装在所述U形连接件内，所述U形连接件与所述框架柱之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述墙板单元的两端分别成型有V形端头，所述U形连接件内开设有与所述V形端头契合的V形槽，所述V形端头插装所述在所述U形连接件的V形槽内。

3.根据权利要求2所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述V形端头与所述V形槽之间具有间隙，所述间隙内布置有柔性填充材料。

4.根据权利要求3所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，位于顶部的墙板单元与所述顶梁之间具有间隙，间隙内布置有柔性填充材料。

5.根据权利要求4所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述柔性填充材料为PU发泡剂。

6.根据权利要求1－5任一项所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，相邻的墙板单元之间、底部的墙板单元与所述底梁之间均设有减震层。

7.根据权利要求6所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述减震层为SBS卷材。

8.根据权利要求1－5任一项所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述顶梁、底梁和框架柱均为钢结构，所述顶梁与底梁分别与所述框架柱通过角钢连接，顶部的墙板单元连接的U形连接件的上端、与底部的墙板单元连接的U形连接件的下端分别设置有用于避让角钢的凹角。

9.根据权利要求1－5任一项所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述U形连接件上预制有螺纹孔，U形连接件与所述框架柱通过螺栓固定连接。

10.根据权利要求1－5任一项所述的装配式减震墙体框架结构，其特征在于，所述框架柱上预埋有固定板，所述U形连接件与所述固定板焊接固定。

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