專(zhuān)利名稱(chēng)：帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑物用組合結(jié)構(gòu)，尤其是一種帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的日益發(fā)展和建設(shè)用地的日趨緊張，大開(kāi)間住宅成為目前我國(guó)住宅發(fā)展的新方向。采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的多層住宅，總造價(jià)通常比磚混結(jié)構(gòu)增加1/3左右；而采用傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)體系的多層住宅抗震性能較差，為了抵抗水平地震作用，其橫墻間距又受到一定限制，無(wú)法滿(mǎn)足大開(kāi)間住宅的要求。另一方面，國(guó)家正在大力發(fā)展節(jié)能、節(jié)地，利廢的保溫隔熱新型墻體材料，相繼出臺(tái)了一系列限制粘土磚生產(chǎn)和使用，積極鼓勵(lì)新型墻體材料研究發(fā)展的法規(guī)和政策。到2000年，大城市新型墻體材料應(yīng)占?jí)w總量的30％-40％，2010年規(guī)劃目標(biāo)要求計(jì)劃單列市和省會(huì)城市新型墻體材料應(yīng)占?jí)w總量的60％-70％。2001年國(guó)家又進(jìn)一步要求，地級(jí)以上城市到2003年取消紅磚的使用，縣級(jí)城市2005年取消紅磚的使用。因此，新型墻體材料的應(yīng)用急待擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種適用于多層、超七層建筑使用的，能夠提高建筑物的抗震性能且隔斷靈活的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)。
技術(shù)方案本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的該結(jié)構(gòu)包括混凝土邊框結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)，其中混凝土邊框結(jié)構(gòu)由約束柱及約束梁相連接組成；砌體結(jié)構(gòu)由輕質(zhì)的承重帶邊框粉煤灰小砌塊砌筑的砌體、內(nèi)置芯柱和灰縫內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋組成；在灰縫內(nèi)設(shè)置兩端錨入豎約束柱內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋，砌體的兩端與約束柱相接處留設(shè)馬牙槎，在砌體內(nèi)部澆灌配置有錨入約束梁內(nèi)的鋼筋的內(nèi)置芯柱，形成帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻的組合受力構(gòu)件。豎約束柱為圓柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱等異形柱(靈活的型式節(jié)約了空間)，不同于普通砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱的截面面積和鋼筋面積按構(gòu)造選用的方法，也不同于框架結(jié)構(gòu)填充砌體中設(shè)置的后澆筑的與框架主體受力構(gòu)件無(wú)傳力連接構(gòu)造柱的選用方法。其截面面積和鋼筋配置由計(jì)算獲得，計(jì)算公式如下N＝Nm+η[fct(b+x′)+fy′As′-σsAs](1)Ne=Mm+η[Mc+fctx′(b-x′2)+fy′As′(h-b)]---(2)]]>式中N——軸力；Nm——受壓區(qū)砌體的壓力，Nm＝βγ·fmtxm，β＝0.78；γ＝0.82；Mc——受壓區(qū)混凝土柱的內(nèi)力矩，Mc＝Nc(h-b)；Mm——受壓區(qū)砌體的內(nèi)力矩，Mm＝Nm(h0-b-0.5βxm)，xm為砌體受壓區(qū)高度η——共同工作系數(shù)，η=(1s/b-1)0.25;]]>s為邊框柱的軸心間距，b為邊框柱的截面高度；h——截面高度；x——受壓區(qū)高度t——墻厚；fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，e——軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離σs——受拉側(cè)鋼筋合力點(diǎn)處的應(yīng)力，可取為σs＝650-800ξ；As——受拉鋼筋截面面積As′——受壓鋼筋截面面積fy——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fy′——鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
橫向水平鋼筋是在砌筑時(shí)將事先制作好的水平鋼筋設(shè)置在粉煤灰小型砌塊的水平灰縫內(nèi)，鋼筋的兩端錨入混凝土邊框柱內(nèi)。水平鋼筋一方面貢獻(xiàn)受拉強(qiáng)度；另一方面通過(guò)力的傳遞使墻體產(chǎn)生應(yīng)力重分布，從而防止粉煤灰砌塊產(chǎn)生收縮裂縫，加強(qiáng)了組合墻體的整體作用。
砌體芯柱通過(guò)內(nèi)部的鋼筋和約束梁形成的組合結(jié)構(gòu)，在原有承受豎向力和變形的基礎(chǔ)上，增加了砌體墻水平承載的能力。
因此，本發(fā)明采取的這三項(xiàng)重要措施使約束體系與約束體系內(nèi)砌體的剛度協(xié)調(diào)，形成共同工作的整體，從而使結(jié)構(gòu)承載力和變形協(xié)調(diào)能力得以大幅提高，抗震性能顯著增強(qiáng)。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于本實(shí)用新型將混凝土邊框、粉煤灰砌塊砌體結(jié)構(gòu)結(jié)合為一整體，以帶邊框的輕質(zhì)粉煤灰砌塊代替了傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)的粘土磚承重，從而使墻體厚度從原先的240mm減小至190mm，建筑使用面積增加約4％。
(2)由于本實(shí)用新型的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的粉煤灰小砌塊比框架結(jié)構(gòu)的填充混凝土砌塊重量輕，七層樓房只有五層多的重量，減輕了荷載，由此提高了建筑物的穩(wěn)定性能和抗震性能。
(3)由于本實(shí)用新型的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)采用約束柱、約束梁與砌體墻共同組成的組合構(gòu)件承載，具有較大的抗側(cè)剛度、承載能力和變形能力。與帶圈梁、構(gòu)造柱的普通砌體墻的由砌體墻承受樓面荷載不同，和框架填充墻結(jié)構(gòu)由框架承受樓面荷載、砌體只承受自身重量也有著本質(zhì)的區(qū)別。為解決磚混結(jié)構(gòu)住宅超七層的超高問(wèn)題提供了新的途徑。
(4)本實(shí)用新型的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，不僅解決了采用磚混結(jié)構(gòu)的住宅部分空間狹小的缺點(diǎn)，使其具備大空間，靈活隔斷的優(yōu)點(diǎn)，而且解決了框架結(jié)構(gòu)的成本高，填充砌體質(zhì)量大，不便施工等缺點(diǎn)，另外，本實(shí)用新型采用的輕質(zhì)粉煤灰承重砌塊為新型輕質(zhì)環(huán)保節(jié)能材料，為我國(guó)限制粘土磚的使用政策的執(zhí)行和煤炭能源消耗產(chǎn)生的粉煤灰渣的綜合治理利用提供了保障。


圖1是本發(fā)明帶邊框粉煤灰小砌塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)例的橫墻立面圖圖3為本發(fā)明實(shí)例的橫墻剖面圖；圖4是本發(fā)明實(shí)例的縱墻立面圖圖5為本發(fā)明實(shí)例的縱墻剖面圖。
以上的圖中有混凝土邊框結(jié)構(gòu)1、約束柱11、約束梁12，砌體結(jié)構(gòu)2、砌體21、橫向水平拉結(jié)筋22、內(nèi)置芯柱23、灰縫24。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案作以詳細(xì)的描述本發(fā)明結(jié)構(gòu)包括混凝土邊框結(jié)構(gòu)1、砌體結(jié)構(gòu)2，其中混凝土邊框結(jié)構(gòu)1由約束柱11及約束梁12相連接組成；砌體結(jié)構(gòu)2由輕質(zhì)的承重帶邊框粉煤灰小砌塊砌筑的砌體21、內(nèi)置芯柱23和灰縫24內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋22組成；在灰縫24內(nèi)設(shè)置兩端錨入約束柱11內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋22，砌體21的兩端與約束柱11相接處留設(shè)馬牙槎，在砌體21內(nèi)部澆灌配置有錨入橫約束梁12內(nèi)的鋼筋的內(nèi)置芯柱23，形成帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻的組合受力構(gòu)件。
豎約束柱11為圓柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。
具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明就是通過(guò)先砌筑被約束體即小砌塊砌體墻，砌筑時(shí)在每隔三皮砌塊的灰縫內(nèi)設(shè)置兩端錨入約束柱內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋，砌體兩側(cè)留設(shè)馬牙槎，砌體內(nèi)部每間隔一定距離澆灌配置有錨入約束梁內(nèi)鋼筋的芯柱(值得一提的是，芯柱的澆灌使橫向水平鋼筋又與芯柱緊密相連)，然后在砌體兩側(cè)配置計(jì)算得出的約束柱鋼筋并在其上部配置約束梁的鋼筋，澆注砌體兩側(cè)的約束柱和砌體上部的約束梁，從而形成帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻的組合受力構(gòu)件。其中砌塊邊緣留設(shè)的馬牙槎及設(shè)置在砌體里的水平向鋼筋，使后澆筑的混凝土約束柱與砌體墻實(shí)現(xiàn)了有效的結(jié)合與約束；砌體內(nèi)部設(shè)置的混凝土芯柱通過(guò)配置的鋼筋，加之約束梁與砌體之間的摩擦力，使砌體與約束梁在縱橫方向的結(jié)合得以實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于開(kāi)洞的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，則通過(guò)砌體上部的約束梁將上部傳力分得的10％～15％的彎矩傳遞至剪力墻的兩肢；同時(shí)在洞口兩側(cè)砌體墻靠近洞口邊緣位置的砌塊內(nèi)灌注芯柱或設(shè)置約束柱，用以確保組合結(jié)構(gòu)的整體性。
綜上所述，本發(fā)明通過(guò)各構(gòu)件兩兩相連，形成了一個(gè)多結(jié)點(diǎn)的組合結(jié)構(gòu)，其力傳遞的過(guò)程是豎向荷載通過(guò)樓板傳至約束梁上(約束梁兩端與約束柱同時(shí)澆注，又通過(guò)芯柱與砌體連接為一整體，使荷載基本按均布形式向下傳遞)，在傳遞過(guò)程中，通過(guò)橫向水平拉結(jié)筋和馬牙槎使墻體剪應(yīng)力重新分布力，整個(gè)組合剪力墻的受力始終保持同步和協(xié)調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)包括混凝土邊框結(jié)構(gòu)(1)、砌體結(jié)構(gòu)(2)，其中混凝土邊框結(jié)構(gòu)(1)由豎約束柱(11)及橫約束梁(12)相連接組成；砌體結(jié)構(gòu)(2)由輕質(zhì)的承重帶邊框粉煤灰小砌塊砌筑的砌體(21)、內(nèi)置芯柱(23)和灰縫(24)內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋(22)組成；在灰縫(24)內(nèi)設(shè)置兩端錨入豎約束柱(11)內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋(22)，砌體(21)的兩端與豎約束柱(11)相接處留設(shè)馬牙槎，在砌體(21)內(nèi)部澆灌配置有錨入橫約束梁(12)內(nèi)的鋼筋的內(nèi)置芯柱(23)，形成帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻的組合受力構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于豎約束柱(11)為圓柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。
全文摘要
帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)涉及一種建筑物用組合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括混凝土邊框結(jié)構(gòu)(1)、砌體結(jié)構(gòu)(2)，其中混凝土邊框結(jié)構(gòu)(1)由約束柱(11)及約束梁(12)相連接組成；砌體結(jié)構(gòu)(2)由輕質(zhì)的承重帶邊框粉煤灰小砌塊砌筑的砌體(21)、內(nèi)置芯柱(23)和灰縫(24)內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋(22)組成；在灰縫(24)內(nèi)設(shè)置兩端錨入約束柱(11)內(nèi)的橫向水平拉結(jié)筋(22)，砌體(21)的兩端與約束柱(11)相接處留設(shè)馬牙槎，在砌體(21)內(nèi)部澆灌配置有錨入約束梁(12)內(nèi)的鋼筋的內(nèi)置芯柱(23)，形成帶邊框粉煤灰小砌塊砌體剪力墻的組合受力構(gòu)件，約束柱(11)為圓柱、或方柱、或L形柱、或T形柱、或十字形柱。
文檔編號(hào)E04B2/56GK1619074SQ20041006558
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者陳忠范, 王菊生, 楊明霞, 許世灶, 張正蔚, 潘錦華 申請(qǐng)人:東南大學(xué)