一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙及制作方法.pdf

本发明属于建筑结构抗震技术领域，特别涉及村镇多层建筑的承重墙采用一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙及制作方法；包括砌块墙体、连梁、软钢阻尼器、单筋芯柱、构造芯柱、水平拉结筋。本发明通过芯柱和水平拉结筋的共同作用，形成对砌块墙体的有效约束，提高了墙肢的整体性及抗震性能；连梁与其上部的约束砌体墙梁组合成剪切型复合连梁，连梁与墙肢相连部位设置软钢阻尼器，形成了联肢抗震墙的消能抗震多道防线，增强了墙体的延性与耗能能力。

1.  一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：包括砌块墙体（2）、连梁（3）、软钢阻尼器（4）、单筋芯柱（5）、构造芯柱（6）、水平拉结筋（7）；
所述的单筋芯柱（5）分布于约束砌体墙梁（12）和约束砌体墙肢（13）中；所述的水平拉结筋（6）分布于约束砌体墙梁（12）和约束砌体墙肢（13）中；所述的砌块墙体（2）由轻质砌块（7）构成；
所述的约束砌体墙肢（13）位于联肢抗震墙两端，由砌块墙体（2）、单筋芯柱（5）、构造芯柱（6）、水平拉结筋（7）经组合而成；所述的约束砌体墙梁（12）位于洞口部位的连梁上部，由砌体墙体（2）单筋芯柱（5）、水平拉结筋（7）经组合而成；所述的约束砌体墙梁（12）与连梁（3）组合形成剪切型复合连梁，在连梁（3）与约束砌体墙肢（13）连接部位设置软钢阻尼器（4）。

2.  根据权利要求1所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：约束砌体墙肢（13）中的构造芯柱（6）位于墙肢端部形成抗震墙的边缘暗柱构件，单筋芯柱（5）位于墙肢中部，墙肢中单筋芯柱纵筋（9）与水平拉结筋（8）正交形成抗震墙的单排配筋网。

3.  根据权利要求1所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：构造芯柱（6）的钢筋骨架包括四根构造芯柱纵筋（10）和构造芯柱箍筋（11），所述的构造芯柱箍筋（11）为矩形箍筋。

4.  根据权利要求1所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：所述的约束砌体墙梁（12）采用单筋芯柱（5）和水平拉结筋（7）约束；单筋芯柱（5）的纵筋锚入下部钢连梁（3）中；水平拉结筋（7）锚入两端的抗震墙肢中。

5.  根据权利要求4所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：所述的约束砌体墙梁（12）中单筋芯柱（5）间距为1.0-1.5m；所述的水平拉结筋（7）在约束砌体墙梁（12）的中部设置1根；所述的约束砌体墙梁（12）的高度为连梁（3）高度的1.5～3倍。

6.  根据权利要求1所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：软钢阻尼器（4）截面形式为角钢，与连梁（3）、墙肢采用螺栓连接。

7.  根据权利要求1所述的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，其特征在于：所述的连梁（3）为钢筋混凝土连梁，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）进行截面设计。

8.  一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S₁：在已完成的基础梁表面上按照墙体位置及尺寸进行测量放线，校核单筋芯柱（5）和构造芯柱（6）的插筋位置，预排轻质砌块（8）；
S₂：砂浆拌制，砌块墙体（2）砌筑，砌筑时沿墙高每600mm设一根水平拉结筋（7），水平拉结筋（7）置于灰缝和芯柱内，及时清除芯柱孔洞内的坠灰和杂物，砌筑的同时制作构造芯柱（6）钢筋笼；
S₃：一层墙体砌筑完毕并经验收合格后，向灌孔芯柱内插筋，从预留清扫孔和预留绑扎孔进行芯柱钢筋绑扎或焊接；
S₄：连梁（3）模板支架安装，连梁（3）钢筋及预埋件安装，隐蔽工程验收，封堵芯柱底部清扫孔和绑扎孔；
S₅：芯柱和连梁（3）混凝土浇筑，并随浇随捣，严禁混凝土浇灌结束后再开始振捣；
S₆：待二层楼面具备工作条件时，重复S₂- S₅的顺序，进行二层及以上各层的约束砌体墙梁（12）和约束砌体墙肢（13）砌块砌筑、芯柱钢筋绑扎或焊接、连梁模板支架安装、连梁钢筋及预埋件安装、清扫孔和绑扎孔封堵、芯柱连梁混凝土浇捣等作业；
S₇：模板拆除，校核软钢阻尼器（4）的预埋件位置无误后，进行软钢阻尼器（4）就位和螺栓连接。

一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙及制作方法

技术领域
本发明属于建筑结构抗震技术领域，特别涉及村镇多层建筑的承重墙采用一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙及制作方法。
背景技术
近年来历次大震多发生于农村地区，如2008年汶川大地震、2010年玉树地震、2013年芦山地震、2013年岷县漳县地震、2014年鲁甸地震等，造成了严重的人员伤亡和经济损失。尤其值得关注的是，目前我国地震带多处于活跃期，破坏性地震渐呈高频多发趋势。根据调查显示，我国村镇建筑的结构形式中砌体结构占到60%以上，而地震中砌体结构的破坏往往是脆性破坏，由此引发的倒塌往往具有突然性和彻底性，造成的伤亡极其惨烈。虽然自唐山大地震以来，圈梁构造柱等抗震措施已逐渐在砌体结构中被规范化强制应用，且经历了多次地震均表明，这一系列抗震措施显著改善了砌体结构的延性，抗震性能突出。但农村地区的自建房自有其建造特点，如防灾减灾意识淡薄，建造时主要考虑经济因素、外立面及造型效果；尤为关键的是其结构方案布置和施工过程缺少专业技术指导与监管，因而在砌体结构中无圈梁构造柱、圈梁构造柱设置不合理或错误等现象突出；农村地区建房时楼盖多采用预制圆孔板，施工中缺少严格的锚固连接控制措施。在村镇建筑的结构方面，夏热冬冷地区的砌体结构沿纵墙开设门窗洞口比例超过50%的现象较为普遍，甚至存在正面纵墙全开洞口，虽然结构是横墙承重，但纵向抗侧刚度被严重削弱，因此结构的基本振型往往沿纵向平动，一旦发生地震，将引起横墙发生面外位移，导致预制楼板由于支座失效而破坏，其后果是楼板一端沿支座滑脱后，顺势砸向另一端墙体，引发了竖向构件失效，短时间内即可导致整个结构垮塌。
综上所述，村镇建筑砌体结构震害的直接原因在于结构措施、建筑材料材料和施工方法等，根本原因则是结构的动力特性，尤其是当楼盖采用预制空心板方案时，如结构动力特性不合理，则震害问题尤为突出。
因此，为解决以上问题，应改变抗侧刚度在纵横方向上的分布，即使得横墙抗侧刚度比纵墙小，以实现结构的基本振型沿横向平动。则加强纵墙抗侧刚度和降低横墙抗侧刚度应同时进行，且横墙承重能力不能因此而削弱。为实现这一系列目的，可将纵横墙均设计联肢抗震墙，其中横墙可通过加强端部，后砌填充中部实现联肢方案。由于钢筋混凝土剪力墙结构对墙体厚度的限制及其配筋构造，在多层村镇建筑中直接套用存在造价较高、强度较厚、难以推广等问题。因此，研发一种构造简单并易于施工、保留砌体结构的经济优势、改善结构动力特性以实现多道抗震防线、具有良好抗震性能的联肢抗震墙及其制作方法，已成为工程亟需。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有构造简单、施工方便、抗震性能好等优点的可用于村建多层建筑的配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，有效解决村镇多层建筑整体性差、抗震能力差、震害具有突然性和彻底性等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，：包括砌块墙体、连梁、软钢阻尼器、单筋芯柱、构造芯柱、水平拉结筋；
所述的单筋芯柱分布于约束砌体墙梁和约束砌体墙肢中；所述的水平拉结筋分布于约束砌体墙梁和约束砌体墙肢中；所述的砌块墙体由轻质砌块构成；
所述的约束砌体墙肢位于联肢抗震墙两端，由砌块墙体、单筋芯柱、构造芯柱、水平拉结筋经组合而成；所述的约束砌体墙梁位于洞口部位的连梁上部，由砌体墙体单筋芯柱、水平拉结筋经组合而成；所述的约束砌体墙梁与连梁组合形成剪切型复合连梁，在连梁与约束砌体墙肢连接部位设置软钢阻尼器。
优选地，约束砌体墙肢中的构造芯柱位于墙肢端部形成抗震墙的边缘暗柱构件，单筋芯柱位于墙肢中部，墙肢中单筋芯柱纵筋与水平拉结筋正交形成抗震墙的单排配筋网。
优选地，构造芯柱的钢筋骨架包括四根构造芯柱纵筋和构造芯柱箍筋，所述的构造芯柱箍筋为矩形箍筋。
优先地，所述的约束砌体墙梁采用单筋芯柱和水平拉结筋约束；单筋芯柱的纵筋锚入下部钢连梁中；水平拉结筋锚入两端的抗震墙肢中。
优先地，所述的约束砌体墙梁中单筋芯柱间距为1.0-1.5m；所述的水平拉结筋在约束砌体墙梁的中部设置1根；所述的约束砌体墙梁的高度为连梁高度的1.5～3倍。
优先地，软钢阻尼器截面形式为角钢，与连梁、墙肢采用螺栓连接。
优先地，所述的连梁为钢筋混凝土连梁，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）进行截面设计。
优先地，上述配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙的制作方法，包括以下步骤：
S₁：在已完成的基础梁表面上按照墙体位置及尺寸进行测量放线，校核单筋芯柱和构造芯柱的插筋位置，预排轻质砌块；
S₂：砂浆拌制，砌块墙体砌筑，砌筑时沿墙高每600mm设一根水平拉结筋，水平拉结筋置于灰缝和芯柱内，及时清除芯柱孔洞内的坠灰和杂物，砌筑的同时制作构造芯柱钢筋笼；
S₃：一层墙体砌筑完毕并经验收合格后，向灌孔芯柱内插筋，从预留清扫孔和预留绑扎孔进行芯柱钢筋绑扎或焊接；
S₄：连梁模板支架安装，连梁钢筋及预埋件安装，隐蔽工程验收，封堵芯柱底部清扫孔和绑扎孔；
S₅：芯柱和连梁混凝土浇筑，并随浇随捣，严禁混凝土浇灌结束后再开始振捣；
S₆：待二层楼面具备工作条件时，重复S₂- S₅的顺序，进行二层及以上各层的约束砌体墙梁和约束砌体墙肢砌块砌筑、芯柱钢筋绑扎或焊接、连梁模板支架安装、连梁钢筋及预埋件安装、清扫孔和绑扎孔封堵、芯柱连梁混凝土浇捣等作业；
S₇：模板拆除，校核软钢阻尼器的预埋件位置无误后，进行软钢阻尼器就位和螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）按本发明的联肢抗震墙建造砌体结构，其结构动力特性可控制为基本振型为沿横向平动，有利于发挥横墙的承重和抗侧移能力，并有效避免横墙平面外位移引发预制楼板滑脱的动力效应导致结构瞬时倒塌。
（2）本发明的联肢抗震墙包括软钢阻尼器消能、剪切复合连梁耗能、配筋灌孔砌块墙肢耗能等抗震防线，结构延性得以大幅增加，显著改善了砌体结构抗震性能。
（3）本发明的砌块通过配筋灌孔后，抗震墙肢的整体性被明显改善，且其承重能力与全墙段相当，于是填充墙可优先采用轻质砌块或轻质预制条板，有利于保温隔热隔音等多新型墙体形式或材料的应用。
（4）本发明的联肢抗震墙可直接应用于砌体结构的纵墙，墙体门窗洞口开设基本不受影响，与地方特色能很好地相融合。
（5）本发明的联肢抗震墙墙身基本采用单排配筋，节约钢筋用量，构造简单，施工简便，适用于多层村镇建筑。
附图说明
图1是联肢抗震墙立面示意图；
图2是联肢抗震墙平面示意图；
图3是联肢墙配筋骨架立面示意图；
图4是联肢墙约束砌块立面示意图。
图中：1-联肢墙配筋骨架，2-砌块墙体，3-连梁，4-软钢阻尼器，5-单筋芯柱，6-构造芯柱，7-水平拉结筋，8-轻质砌块，9-单筋芯柱纵筋，10-构造芯柱纵筋，11-构造芯柱箍筋，12-约束砌体墙梁，13-约束砌体墙肢。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理、效益和具体实施作进一步说明：
如图1-4所示：一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙，包括砌块墙体2、连梁3、软钢阻尼器4、单筋芯柱5、构造芯柱6、水平拉结筋7；
所述的单筋芯柱5分布于约束砌体墙梁12和约束砌体墙肢13中；所述的水平拉结筋6分布于约束砌体墙梁12和约束砌体墙肢13中；所述的砌块墙体2由轻质砌块7构成；
所述的约束砌体墙肢13位于联肢抗震墙两端，由砌块墙体2、单筋芯柱5、构造芯柱6、水平拉结筋7经组合而成；所述的约束砌体墙梁12位于洞口部位的连梁3上部，由砌体墙体2单筋芯柱5、水平拉结筋7经组合而成；所述的约束砌体墙梁12与连梁3组合形成剪切型复合连梁，在连梁3与约束砌体墙肢13连接部位设置软钢阻尼器4。
如图1所示：水平拉结筋7，单筋芯柱纵筋9，构造芯柱纵筋10，构造芯柱箍筋11形成联肢墙配筋骨架1。
优选地，约束砌体墙肢13中的构造芯柱6位于墙肢端部形成抗震墙的边缘暗柱构件，单筋芯柱5位于墙肢中部，墙肢中单筋芯柱纵筋9与水平拉结筋8正交形成抗震墙的单排配筋网，改善了墙肢的整体性和延性性能，并节约了钢筋用量。
优选地，构造芯柱6的钢筋骨架包括四根构造芯柱纵筋10和构造芯柱箍筋11，所述的构造芯柱箍筋11为矩形箍筋。
优选地，所述的约束砌体墙梁12采用单筋芯柱5和水平拉结筋7约束；单筋芯柱5的纵筋锚入下部钢连梁3中；水平拉结筋7锚入两端的抗震墙肢中；所述的约束砌体墙梁12中单筋芯柱5间距为1.0-1.5m；所述的水平拉结筋7在约束砌体墙梁12的中部设置1根；所述的约束砌体墙梁12的高度为连梁3高度的1.5～3倍；使得复合连梁发生剪切变形，促使软钢阻尼器4进行变形消能；当联肢墙当位于纵墙时，约束砌体墙梁12高度可直接取窗台下墙高，约束砌体墙梁12中的单筋芯柱5间距宜适当增大。
优选地，软钢阻尼器4截面形式为角钢，与连梁3、墙肢采用螺栓连接。当连梁3在地震作用下发生反复剪切变形时，软钢阻尼器4即进入变形消能的工作状态。
优选地，所述的连梁3为钢筋混凝土连梁，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）进行截面设计。
优选地，一种配筋灌孔砌块复合连梁消能型联肢抗震墙的制作方法，包括以下步骤：
S₁：在已完成的基础梁表面上按照墙体位置及尺寸进行测量放线，校核单筋芯柱5和构造芯柱6的插筋位置，预排轻质砌块8；
S₂：砂浆拌制，砌块墙体2砌筑，砌筑时沿墙高每600mm设一根水平拉结筋7，水平拉结筋7置于灰缝和芯柱内，及时清除芯柱孔洞内的坠灰和杂物，砌筑的同时制作构造芯柱6钢筋笼；
S₃：一层墙体砌筑完毕并经验收合格后，向灌孔芯柱内插筋，从预留清扫孔和预留绑扎孔进行芯柱钢筋绑扎或焊接；
S₄：连梁3模板支架安装，连梁3钢筋及预埋件安装，隐蔽工程验收，封堵芯柱底部清扫孔和绑扎孔；
S₅：芯柱和连梁3混凝土浇筑，并随浇随捣，严禁混凝土浇灌结束后再开始振捣；
S₆：待二层楼面具备工作条件时，重复S₂- S₅的顺序，进行二层及以上各层的约束砌体墙梁12和约束砌体墙肢13砌块砌筑、芯柱钢筋绑扎或焊接、连梁模板支架安装、连梁钢筋及预埋件安装、清扫孔和绑扎孔封堵、芯柱连梁混凝土浇捣等作业；
S₇：模板拆除，校核软钢阻尼器4的预埋件位置无误后，进行软钢阻尼器4就位和螺栓连接。
上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。