一种预制摩擦减震墙体结构及其安装方法

1.本发明涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种预制摩擦减震墙体结构及其安装方法。


背景技术：

2.在实际框架结构设计中，填充墙通常被视为非结构构件进行处理，不考虑填充墙对主体结构的附加刚度，只对结构周期作一定折减。而在实际结构中，大量的试验表明填充墙的存在明显地增加框架结构的承载力和刚度。框架结构在承受地震作用时，填充墙和框架结构是一个共同受力的体系。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并防止填充墙的损坏甚至倒塌。
3.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。特别较之混凝土框架有更大的水平容许变形而导致填充墙易发生剪切破坏，因此填充墙在地震作用下的破坏问题尤为突出。
4.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，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。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，且减震层构造复杂，施工工作量大；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，能够通过墙板单元的相对错动，使减震层发挥摩擦滞回耗能作用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种预制摩擦减震墙体结构及其安装方法，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，无需增加额外的减震元件即可通过墙板自身为结构提供稳定的耗能能力，并避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。
6.根据本发明的一个目的，本发明提供一种预制摩擦减震墙体结构，包括框架、布置在所述框架内的减震墙板组以及用于连接所述框架与所述减震墙板组的t型连接件。
7.进一步地，所述框架包括底梁、顶梁和两个框架柱，所述底梁和所述顶梁的两端分别与所述框架柱固定连接。
8.进一步地，所述顶梁、所述底梁和所述框架柱均为钢结构，所述顶梁与所述底梁分别与所述框架柱通过角钢连接。
9.进一步地，所述减震墙板组包括两个沿上下方向层叠布置的上墙板单元和下墙板单元，所述上墙板单元和所述下墙板单元分别通过所述t型连接件与所述框架连接。
10.进一步地，所述上墙板单元通过插装在上部的所述t型连接件与所述顶梁连接，所述下墙板单元通过插装在两端的所述t型连接件与所述框架柱连接，所述下墙板单元通过
插装在底部的所述t型连接件与所述底梁连接，所述t型连接件与所述顶梁、所述框架柱或所述底梁之间固定连接。
11.进一步地，所述上墙板单元和所述下墙板单元均开设有用于插装所述t型连接件的插槽。
12.进一步地，所述上墙板单元和所述下墙板单元之间设有预制摩擦减震层。
13.进一步地，所述减震墙板组与所述框架之间的间隙内设有柔性填充材料。
14.进一步地，所述柔性填充材料为pu发泡剂或橡胶发泡棉或pp发泡材料或eva发泡材料。
15.进一步地，所述t型连接件上预制有螺纹孔，所述t型连接件与所述顶梁、所述底梁或所述框架柱之间固定连接。
16.根据本发明的另一个目的，本发明提供一种预制摩擦减震墙体结构的安装方法，包括如下步骤：
17.步骤1：下墙板单元的安装
18.底梁表面清理干净，将t型连接件插入下墙板单元两侧和下部的预留插槽内，下墙板单元吊装在底梁上，将t型连接件固定在底梁和框架柱上；
19.步骤2：预制摩擦减震层的安装
20.下墙板单元的上表面清理干净，使用粘结剂将预制摩擦减震层与下墙板单元进行粘连；
21.步骤3：上墙板单元的安装
22.t型连接件插入上墙板单元上表面的预留插槽内，将上墙板单元吊装在下墙板单元的预制摩擦减震层上，将t型连接件固定在顶梁上；
23.步骤4：间隙的填充
24.上墙板单元与顶梁之间的间隙、上墙板但和下墙板单元与框架柱之间的间隙以及下墙板单元与底梁之间的间隙均采用柔性填充材料进行填充。
25.本发明的技术方案减震墙板组采用预制成型而免于现场制作，提高装配效率；减震墙板组通过t型连接件与框架连接，避免减震墙板组与框架直接连接，地震时墙板单元水平移动；t型连接件可以限制减震墙板组的墙面外位移，从而避免墙板单元受拉破坏及平面外倒塌。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明的实施例1的结构示意图；
28.图2是本发明实施例1未安装柔性填充时的结构示意图；
29.图3是本发明实施例1上墙板单元与框架的连接结构示意图；
30.图4是本发明实施例1下墙板单元与框架的连接结构示意图；
31.图5是本发明实施例1的上墙板单元结构示意图；
32.图6是本发明实施例1下墙板单元结构示意图；
33.图7是本发明实施例1的上墙板单元与t型连接件的连接结构示意图；
34.图8是本发明实施例1的下墙板单元与t型连接件的连接结构示意图；
35.图9是本发明实施例1减震墙板组与t型连接件连接结构示意图；
36.图10是本发明实施例1的t型连接件的结构示意图；
37.图11是本发明实施例2的结构示意图。
38.图中，1、顶梁；2、底梁；3、框架柱；4、上墙板单元；5、下墙板单元；6、预制摩擦减震层；601、预制摩擦板组；602、建筑用粘结剂；7、t型连接件；701、螺栓孔；8、柔性填充材料；9、插槽。
具体实施方式
39.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.实施例1
43.如图1-图10所示，一种预制摩擦减震墙体结构，包括框架、减震墙板组和t型连接件，减震墙板组布置在框架内，t型连接件用于连接在减震墙板组和框架。框架、减震墙板组和t型连接件均为预制件，减震墙板组在工厂预制完成，安装方便快捷，即使墙板在地震损坏也可实现墙板单元和连接件及时更换，从而快速恢复建筑的正常使用功能。
44.框架包括顶梁1、底梁2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。顶梁1、底梁2和框架柱3的截面形式均采用工字形截面，顶梁1、底梁2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。
45.减震墙板组布置在框架内，减震墙板组包括两个沿上下方向层叠布置的上墙板单元4和下墙板单元5，上墙板单元4和下墙板单元5均为预制墙板单元。
46.在上墙板单元4和下墙板单元5之间设有预制摩擦减震层6，预制摩擦减震层6包括
预制摩擦板组601，预制摩擦板组601通过建筑用粘结剂602粘结在下墙板单元5上表面，形成预制摩擦减震层6以减少施工现场的工作量，降低污染，提高装配效率。预制摩擦减震层6在地震作用时随着墙板的水平移动而发挥摩擦滞回耗能作用，有利于提高框架的耗能能力。
47.上墙板单元4的上表面、下墙板单元5的两端及下表面均预留有用于插装t型连接件7的插槽。本实施例中上墙板单元4通过三个t型连接件7与顶梁1连接，下墙板单元5通过两个t型连接件7与框架柱3连接及三个t型连接件7与底梁2连接。
48.t型连接件7通过插入预留插槽与上墙板单元4或下墙板单元5连接，t型连接件7与框架之间使用螺栓通过预留的螺栓孔701连接，螺纹孔预制成型，便于从框架柱3插入螺栓并直接拧紧。使用t型连接件7连接墙板单元和框架，防止墙板单元发生面外位移。
49.上述的预制摩擦减震墙体框架结构的安装方法，包括以下步骤：
50.步骤1：下墙板单元5的安装
51.先将底梁2表面清理干净，保证表面整洁平坦，将五个t型连接件7插入下墙板单元5两侧墙板表面的预留t型连接件插槽和下表面的三个预留t型连接件插槽，再对准位置将下墙板单元5吊装在底梁2上，最后通过螺栓将t型连接件固定在底梁2和框架柱3上。
52.步骤2：预制摩擦减震层6的安装
53.将下墙板单元5的上表面清理干净，使用建筑用粘结剂将预制摩擦减震层6与下墙板单元5进行粘连。
54.步骤3：上墙板单元4的安装
55.将三个t型连接件7插入上墙板单元4上表面的预留t型连接件插槽9，将上墙板单元4的对准吊装在下墙板单元5的预制摩擦减震层6上，将t型连接件7对准框架顶梁1预留的螺纹孔，最后通过螺栓将t型连接件7拧紧固定在框架顶梁1上。
56.步骤4：间隙的填充
57.上墙板单元4与顶梁1之间的间隙、墙板组与框架柱3之间的间隙，下墙板单元5与底梁2之间的间隙均采用柔性填充材料8进行填充。本实施例中柔性填充材料8使用pu发泡剂。
58.实施例2
59.如图11所示，本实施例与实施例1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《凝土结构设计规范》(gb50010-2010)和《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)确定。
60.上墙板单元4、下墙板单元5、预制摩擦减震层6和t型连接件7均与实施例1相同，顶梁1、底梁2和框架柱3内侧预埋有固定板，固定板为钢板，t型连接件7与固定板焊接固定。
61.实施例3
62.本实施例与实施例1的区别在于：为了适应不同的施工要求，柔性填充材料由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。
63.综上，本发明实施例提供一种预制摩擦减震墙体结构，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；墙板单元通过t型连接件与框架连接，避免墙板单元与框架直接连接，地震时墙板单元可在t型连接件的带动下进行水平移动，墙板组预制摩擦减震层可发挥摩擦滞回耗能作用，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；同时t型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。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。