一种装配式墙板结构体系技术领域
本发明涉及结构工程抗震与减震技术领域,特别涉及一种装配式墙板结构体系。
背景技术
装配式建筑行业中,为了使建筑形成整体结构,预制墙板、预制梁与预制楼板之间
不免出现大量现浇部分。为了提高装配率,尽可能减少现浇部分,墙板与墙板之间以及墙板
与楼板之间则需通过固定连接件来进行连接。固定连接件使得预制墙板之间形成刚度很大
的整体。但是,对于多层装配式墙板结构体系而言,并不需要像高层装配式剪力墙结构体系
那样采用等同现浇的原则形成刚度很大的抗侧力体系,同时刚度太大对多层建筑的抗震也
是不利的,会吸收过多的地震能量产生不可修复的破坏。且施工时,墙板之间的定位和固定
较为困难,抗剪和抗震性能欠佳,影响建筑质量和安全性能。
为解决上述技术问题,现有技术中,公开了使用固定连接件连接预制墙板的技术,
公开的固定连接件在墙板安装时虽然起到固定墙板横向缝的作用,但是其不仅装配效率
低,而且使用此固定连接件的墙板结构没有起到“强剪弱弯”的抗震设防要求。
因此开发一种现场装配简单快速、装配效率高且湿作业少,具有良好抗震性能或
耗能能力的结构体系是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种施工简便、装配效率高,能满足的抗震需求
的装配式墙板结构体系。
本发明的解决方案是这样实现的:一种装配式墙板结构体系,包括基础、预制墙板
和预应力筋,所述预制墙板设置于基础之上,所述预应力筋将所述预制墙板及基础连接成
整体,至少两块所述预制墙板在竖直方向通过水平缝连接件连接定位,至少两块所述预制
墙板在水平方向通过竖向缝连接件连接定位;所述水平缝连接件包括第一摩擦板、固定件
和锚固件,所述锚固件至少包括第一锚固件和第二锚固件,所述第一摩擦板设置于所述第
一锚固件和第二锚固件之间,所述第一锚固件、第二锚固件和第一摩擦板通过固定件固定
连接;所述竖向缝连接件包括至少两个第三锚固件和开设有孔的连接板,所述连接板搭接
在至少两个第三锚固件上,所述第三锚固件通过连接板固定连接。如上述方案所述,预制墙
板通过水平缝连接件和竖向缝连接件装配成组合墙板,在墙板结构体系安装过程中,水平
缝连接件和竖向缝连接件分别起到固定墙板水平缝和竖向缝的作用,而在遇到地震灾害时
或其他外力作用下,位于墙板水平缝和竖向缝两端的连接件首先发生拉伸弹塑性变形,这
样保证墙体不发生沿水平缝的剪切滑移破坏,达到“强剪弱弯”的抗震设防要求;预应力筋
的设置,将预制墙板在竖向紧密串联,形成竖向整体性和刚度都很好的剪力墙体。
墙板的装配过程中,所述水平缝连接件设置于上下设置的预制墙板之间,或者设
置在预制墙板与预制梁之间,又或者设置在预制墙板与楼板之间,此处主要说明水平缝连
接件设置于上下设置的预制墙板之间的情况,所述第一锚固件和第二锚固件分别锚固在两
块相邻的上下设置的预制墙板上,所述上墙板下部设有安装槽,所述的第一锚固件设置于
安装槽内并部分外露,所述的外漏部分与第一摩擦板和第二锚固件相连。所述竖向缝连接
件设置于左右设置的预制墙板之间,至少两个所述第三锚固件分别锚固在两块左右设置的
相邻的预制墙板上,所述第三锚固件部分外露便于与连接板进行连接。所述锚固件可以是
预埋在预制墙板上,也可以是后期安装在预制墙板上。本发明的水平缝连接件和竖向缝在
安装及正常使用下起固定作用,同时作为一种减震器,具有一定的耗能能力,在发生地震或
在其他外力下,竖向、水平缝连接件伸缩摩擦消耗地震能,同时传递墙板间的剪切力,消耗
能量。摩擦板能在锚固预埋件与耗能模块之间产生较大的摩擦力,且可为变动厚度用以调
节安装时的误差。设有孔的连接板的作为一种减震器,具有一定的耗能能力,在发生地震或
在其他外力下,连接板的开孔处为薄弱点,能够发生弹塑性变形以及剪切变形,同时传递墙
板间的垂直剪切力,消耗能量。所述孔可以是菱形孔、椭圆孔、腰形孔或条形孔,上述孔能够
产生一定的变形,且又不至于变形过大。
本发明不仅安装方便,装配效率高,而且在遇到地震灾害或在其他外力作用下减
少地震作用对相邻墙板横向缝和竖向缝连接节点的破坏,提高了其抗震能力或其他相应的
安全系数。
进一步,所述第二锚固件远离第一摩擦板的一侧设有覆盖板,所述第二锚固件与
覆盖板之间设有第二摩擦板,所述覆盖板与第二摩擦板通过固定件与第二锚固件相连。覆
盖板的设置,加强第一锚固件、第二锚固件和摩擦板的连接紧固性,保护其连接点,避免地
震或其他外力的下,墙板连件件本身破坏。低二摩擦板的设置可增加第二锚固件与覆盖板
之间的摩擦力,一方面连接更加紧固,另一方面增加水平缝连接件的伸缩摩擦性能,有助于
地震时消耗地震能。
进一步,所述第一锚固件包括固定板和锚固栓钉,所述锚固栓钉固定连接在所述
固定板远离摩擦板的一侧。锚固栓钉的设置增加固定板的锚固力。
进一步,所述第二锚固件呈“T”字形或“Y”字形。如此设置,可增加第二锚固件的锚
固力,其在下墙板中锚固的更牢固。
进一步,所述摩擦板、覆盖板、固定板和第二锚固件上设有连接孔,所述固定件为
螺栓或螺杆,所述螺栓或螺杆穿接所述连接孔。为方便安装,所述螺栓穿过固定板的连接孔
后,螺栓的头部与第一锚固件一起预埋或安装在所述上墙板内,连接时,将螺栓依次穿过摩
擦板、第二锚固件和覆盖板上的连接孔后,使用螺帽并拧紧,将水平缝连接件的各部件固定
连接。当然,摩擦板、覆盖板、固定板和第二锚固件上具有一定厚度时,上述连接孔也可是设
置成螺孔,使用螺杆穿接各连接孔,安装时,仅需旋转螺杆直至拧紧即可。
进一步,所述固定件为螺杆,所述第一、第二摩擦板、覆盖板、固定板和第二锚固件
上设有连接孔,所述固定板设有锚固栓钉的一侧开孔处设置有套筒,所述套筒设置有与所
述螺杆配合使用的内螺纹,所述螺杆穿接所述连接孔和套筒。所述套筒可采用焊接形式与
固定板连接,为方便安装,所述套筒与第一锚固件一起预埋或安装在所述预制墙板内,连接
时,将螺杆穿过覆盖板、摩擦板和第二锚固件上的连接孔后插入套筒内,通过旋转螺杆即可
将水平缝连接件的各部件固定连接。
进一步,所述连接板与其搭接的第三锚固件通过螺栓或螺杆连接。采用螺栓或螺
杆的连接方式,具有施工简单方便,张拉力度可控制的优点,极大地提高了连接可靠性。应
当理解,所述连接板焊接在其两端的锚固件的上的连接方式或其他等效方式应当在本发明
的保护范围之内。也可以是所述连接板与其两端的锚固件一端采用螺栓连接,另一端采用
螺栓或螺杆连接。
进一步,所述第三锚固件包括顶面和一侧面开口的盒体以及设置在盒体上的锚固
支腿。如此设置,第三锚固件本身强度大,而且有效增加锚固件和预制墙板的接触面积,当
锚固件锚固至预制墙板中后,抗拉能力强,不易对墙体本身造成破坏,同时在盒体上设置锚
固支腿后,增加了第三锚固件的锚固力。
进一步,所述第三锚固件的底面和所述固定座设有连接孔,所述第三锚固件的底
面远离连接板的一侧开孔处设置有套筒,所述套筒设置有与所述螺杆配合使用的内螺纹,
所述螺杆穿接所述连接孔和套筒。所述套筒可采用焊接形式与锚固件连接,为方便安装,所
述套筒与第三锚固件一起预埋或安装在所述预制墙板内,连接时,将螺杆穿过底面上连接
孔和第三锚固件侧壁连接孔后插入套筒内,通过旋转螺杆即可将连接板与第三锚固件固定
连接。
进一步,所述套筒外壁设有至少一个支腿。如此设置,一方面避免旋转螺杆的过程
中套筒与预制墙板发生相对转动,有利于安装,同时支腿也能一定的加强作用。
进一步,所述连接孔为腰型孔或长条孔。如此,一方面有利于安装时的对接组装,
降低了组拼施工难度,另一方面在地震或其他外力作用下,螺杆或螺栓能沿条形孔或腰形
孔移动,起到较好的缓冲作用,吸收一定的地震或外力的能量。
进一步,所述连接板由弹簧钢或软钢制备。如此设置,有效增加连接板柔性,即增
加其在地震或其他外力的作用下的弹性形变,有利于吸收和耗散荷载传播的能量,增加墙
体减震的效果。
进一步,所述预应力筋平行于预制墙板的高度方向布置一排或两排;这样,预应力
筋平行于混凝土墙板的高度方向布置一排、两排或者多排,可以使预制墙体内部形成均布
预应力结构,多排预应力筋平行于混凝土墙板的高度方向布置,可以对墙体在纵向和水平
方向形成有效的约束,有效防止墙体在地震灾害下的大幅度移位,提高了装配式墙板结构
体系的抗震性能。
进一步,所述预制墙板为预制空心板,所述预制空心板的空心部分为上下贯通的
空心孔,所述空心孔中设置有限位装置,所述预应力筋设置于所述限位装置中;如此,预制
空心板的空心部分为上下贯通的空心孔,所述空心孔中设置有限位装置,所述预应力筋设
置于所述限位装置中后,预应力筋可以准确定位,同时,因限位装置中预留有富余宽度,使
得预应力筋只能在设计范围内摆动。
进一步,所述预制墙板为实心板,所述实心板内设有供预应力筋穿过的套管;如此
设置,当预制墙板为实心板,板内设有供预应力筋穿过的套管时,预制墙板的抗压能力得以
大幅度加强,从而使得预应力筋可以施加更大的张力,进一步提高装配式墙板结构体系的
抗震能力。
进一步,所述预制墙板与基础之间通过插筋灌浆连接固定。如此设置,预制墙板与
基础之间通过插筋灌浆连接固定后,预制墙板与基础之间的连接得以大幅度提高,使其成
为了后连接整体,提高了预制墙板与基础之间的整体性。
进一步,所述水平缝和/或竖向拼合缝中设置有防水条。这样,在水平缝和/或竖向
拼合缝中设置有防水条后,特别是水平缝中设置有防水条后,通过无粘结预应力筋的张拉,
使得上下拼装的预制墙板之间时刻施加有压应力,从而使得水平缝的防水防渗能力得以大
幅度提高;而竖向拼合缝中设置防水条后,如相应地设置水平拉紧构件如活动的锁紧件或
者水平设置于预制墙板中的后张无粘结预应力筋,使得横向并列拼装的预制墙板之间时刻
施加有压应力,从而使得竖向拼合缝的防水防渗能力得以大幅度提高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实
施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种实施方式所涉及的装配式墙板结构体系的结构示意图;
图2为图1中A处局部放大图;
图3为图1中B处局部放大图;
图4为本发明一种实施方式所涉及的水平缝连接件的正视图;
图5为图4所涉及的水平缝连接件的左视图;
图6为本发明一种实施方式所涉及的水平缝连接件的拆解结构示意图;
图7为本发明一种实施方式所涉及的竖向缝连接件的结构示意图。
图中:
1基础2预制墙板3预应力筋4水平缝连接件
5竖向缝连接件6基础锚固端7第一摩擦板8固定件
9第一锚固件10第二锚固件11安装槽12覆盖板
13固定板14连接孔15螺杆16套筒
17支腿18锚固支腿19上墙板20下墙板
21第三锚固件22连接板23菱形孔24第二摩擦板
25盒体26底面
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应
对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外,本领域技术人员根据本文件的描述,可以对
本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下,参照图1至图7,一种装配式墙板结构体系,包括基础1、预制墙
板2和预应力筋3,所述预制墙板2设置于基础1之上,所述预应力筋3将所述预制墙板2及基
础1连接成整体,至少两块所述预制墙板2在竖直方向通过水平缝连接件4连接定位,至少两
块所述预制墙板2在水平方向通过竖向缝连接件5连接定位;所述水平缝连接件4包括第一
摩擦板7、固定件8和锚固件,所述锚固件至少包括第一锚固件9和第二锚固件10,所述第一
摩擦板7设置于所述第一锚固件9和第二锚固件10之间,所述第一锚固件9、第二锚固件10和
第一摩擦板7通过固定件8固定连接;所述竖向缝连接件5包括至少两个第三锚固件21和开
设有孔的连接板22,所述连接板22搭接在至少两个第三锚固件21上,所述第三锚固件21通
过连接板22固定连接。如上述方案所述,预制墙板2通过水平缝连接件4和竖向缝连接件5装
配成组合墙板,在墙板结构体系安装过程中,水平缝连接件4和竖向缝连接件5分别起到固
定墙板水平缝和竖向缝的作用,而在遇到地震灾害时或其他外力作用下,位于墙板水平缝
和竖向缝两端的连接件首先发生拉伸弹塑性变形,这样保证墙体不发生沿水平缝的剪切滑
移破坏,达到“强剪弱弯”的抗震设防要求;预应力筋3的设置,将预制墙板2在竖向紧密串
联,形成竖向整体性和刚度都很好的剪力墙体。
墙板的装配过程中,所述水平缝连接件4设置于上下设置的预制墙板2之间,或者
设置在预制墙板2与预制梁之间,又或者设置在预制墙板2与楼板之间,此处主要说明水平
缝连接件设置于上下设置的预制墙板2之间的情况,所述第一锚固件9和第二锚固件10分别
锚固在两块相邻的上下设置的预制墙板2上,所述上墙板19下部设有安装槽11,所述的第一
锚固件9设置于安装槽11内并部分外露,所述的外漏部分与第一摩擦板7和第二锚固件10相
连。所述竖向缝连接件5设置于左右设置的预制墙板2之间,至少两个所述第三锚固件21分
别锚固在两块左右设置的相邻的预制墙板2上,所述第三锚固件21部分外露便于与连接板
22进行连接。所述锚固件可以是预埋在预制墙板2上,也可以是后期安装在预制墙板2上。本
发明的水平缝连接件4和竖向缝在安装及正常使用下起固定作用,同时作为一种减震器,具
有一定的耗能能力,在发生地震或在其他外力下,竖向、水平缝连接件4伸缩摩擦消耗地震
能,同时传递墙板间的剪切力,消耗能量。摩擦板能在锚固预埋件与耗能模块之间产生较大
的摩擦力,且可为变动厚度用以调节安装时的误差。设有孔的连接板22的作为一种减震器,
具有一定的耗能能力,在发生地震或在其他外力下,连接板22的开孔处为薄弱点,能够发生
弹塑性变形以及剪切变形,同时传递墙板间的垂直剪切力,消耗能量。所述孔可以是菱形孔
23、椭圆孔、腰形孔或条形孔,上述孔能够产生一定的变形,且又不至于变形过大。本发明不
仅安装方便,装配效率高,而且在遇到地震灾害或在其他外力作用下减少地震作用对相邻
墙板横向缝和竖向缝连接节点的破坏,提高了其抗震能力或其他相应的安全系数。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图4至6,所述第二锚固件10远
离第一摩擦板7的一侧设有覆盖板12,所述第二锚固件10与覆盖板12之间设有第二摩擦板
24,所述覆盖板12与第二摩擦板24通过固定件8与第二锚固件10相连。覆盖板12的设置,加
强第一锚固件9、第二锚固件10和摩擦板的连接紧固性,保护其连接点,避免地震或其他外
力的下,墙板连件件本身破坏。低二摩擦板的设置可增加第二锚固件10与覆盖板12之间的
摩擦力,一方面连接更加紧固,另一方面增加水平缝连接件4的伸缩摩擦性能,有助于地震
时消耗地震能。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图5,所述第一锚固件9包括固
定板13和锚固栓钉,所述锚固栓钉固定连接在所述固定板13远离摩擦板的一侧。锚固栓钉
的设置增加固定板13的锚固力。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图6,所述第二锚固件10呈“T”
字形或“Y”字形。如此设置,可增加第二锚固件10的锚固力,其在下墙板20中锚固的更牢固。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图5和图6,所述摩擦板、覆盖板
12、固定板13和第二锚固件10上设有连接孔14,所述固定件8为螺栓或螺杆15,所述螺栓或
螺杆15穿接所述连接孔14。为方便安装,所述螺栓穿过固定板13的连接孔14后,螺栓的头部
与第一锚固件9一起预埋或安装在所述上墙板19内,连接时,将螺栓依次穿过摩擦板、第二
锚固件10和覆盖板12上的连接孔14后,使用螺帽并拧紧,将水平缝连接件4的各部件固定连
接。当然,摩擦板、覆盖板12、固定板13和第二锚固件10上具有一定厚度时,上述连接孔14也
可是设置成螺孔,使用螺杆15穿接各连接孔14,安装时,仅需旋转螺杆15直至拧紧即可。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图5和图6,所述固定件8为螺杆
15,所述第一、第二摩擦板24、覆盖板12、固定板13和第二锚固件10上设有连接孔14,所述固
定板13设有锚固栓钉的一侧开孔处设置有套筒16,所述套筒16设置有与所述螺杆15配合使
用的内螺纹,所述螺杆15穿接所述连接孔14和套筒16。所述套筒16可采用焊接形式与固定
板13连接,为方便安装,所述套筒16与第一锚固件9一起预埋或安装在所述预制墙板2内,连
接时,将螺杆15穿过覆盖板12、摩擦板和第二锚固件10上的连接孔14后插入套筒16内,通过
旋转螺杆15即可将水平缝连接件4的各部件固定连接。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图7,所述连接板22与其搭接的
第三锚固件21通过螺栓或螺杆15连接。采用螺栓或螺杆15的连接方式,具有施工简单方便,
张拉力度可控制的优点,极大地提高了连接可靠性。应当理解,所述连接板22焊接在其两端
的锚固件的上的连接方式或其他等效方式应当在本发明的保护范围之内。也可以是所述连
接板22与其两端的锚固件一端采用螺栓连接,另一端采用螺栓或螺杆15连接。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图7,所述第三锚固件21包括顶
面和一侧面开口的盒体25以及设置在盒体25上的锚固支腿18。如此设置,第三锚固件21本
身强度大,而且有效增加锚固件和预制墙板2的接触面积,当锚固件锚固至预制墙板2中后,
抗拉能力强,不易对墙体本身造成破坏,同时在盒体25上设置锚固支腿18后,增加了第三锚
固件21的锚固力。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述第三锚固件21的底面26和所
述固定座设有连接孔14,所述第三锚固件21的底面26远离连接板22的一侧开孔处设置有套
筒16,所述套筒16设置有与所述螺杆15配合使用的内螺纹,所述螺杆15穿接所述连接孔14
和套筒16。所述套筒16可采用焊接形式与锚固件连接,为方便安装,所述套筒16与第三锚固
件21一起预埋或安装在所述预制墙板2内,连接时,将螺杆15穿过底面26上连接孔14和第三
锚固件21侧壁连接孔14后插入套筒16内,通过旋转螺杆15即可将连接板22与第三锚固件21
固定连接。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图5,所述套筒16外壁设有至少
一个支腿17。如此设置,一方面避免旋转螺杆15的过程中套筒16与预制墙板2发生相对转
动,有利于安装,同时支腿17也能一定的加强作用。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中所述连接孔14为腰型孔或长条孔。
如此,一方面有利于安装时的对接组装,降低了组拼施工难度,另一方面在地震或其他外力
作用下,螺杆15或螺栓能沿条形孔或腰形孔移动,起到较好的缓冲作用,吸收一定的地震或
外力的能量。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述连接板22由弹簧钢或软钢制
备。如此设置,有效增加连接板22柔性,即增加其在地震或其他外力的作用下的弹性形变,
有利于吸收和耗散荷载传播的能量,增加墙体减震的效果。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,如图1,所述预应力筋3平行于预
制墙板2的高度方向布置一排或两排;这样,预应力筋3平行于混凝土墙板的高度方向布置
一排、两排或者多排,可以使预制墙体内部形成均布预应力结构,多排预应力筋3平行于混
凝土墙板的高度方向布置,可以对墙体在纵向和水平方向形成有效的约束,有效防止墙体
在地震灾害下的大幅度移位,提高了装配式墙板结构体系的抗震性能。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述预制墙板2为预制空心板,所
述预制空心板的空心部分为上下贯通的空心孔,所述空心孔中设置有限位装置,所述预应
力筋3设置于所述限位装置中;如此,预制空心板的空心部分为上下贯通的空心孔,所述空
心孔中设置有限位装置,所述预应力筋3设置于所述限位装置中后,预应力筋3可以准确定
位,同时,因限位装置中预留有富余宽度,使得预应力筋3只能在设计范围内摆动。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述预制墙板2为实心板,所述实
心板内设有供预应力筋3穿过的套管;如此设置,当预制墙板2为实心板,板内设有供预应力
筋3穿过的套管时,预制墙板2的抗压能力得以大幅度加强,从而使得预应力筋3可以施加更
大的张力,进一步提高装配式墙板结构体系的抗震能力。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述预制墙板2与基础1之间通过
插筋灌浆连接固定。如此设置,预制墙板2与基础1之间通过插筋灌浆连接固定后,预制墙板
2与基础1之间的连接得以大幅度提高,使其成为了后连接整体,提高了预制墙板2与基础1
之间的整体性。
在上述实施例的基础1上,本发明另一实施例中,所述水平缝和/或竖向拼合缝中
设置有防水条。这样,在水平缝和/或竖向拼合缝中设置有防水条后,特别是水平缝中设置
有防水条后,通过无粘结预应力筋3的张拉,使得上下拼装的预制墙板2之间时刻施加有压
应力,从而使得水平缝的防水防渗能力得以大幅度提高;而竖向拼合缝中设置防水条后,如
相应地设置水平拉紧构件如活动的锁紧件或者水平设置于预制墙板2中的后张无粘结预应
力筋3,使得横向并列拼装的预制墙板2之间时刻施加有压应力,从而使得竖向拼合缝的防
水防渗能力得以大幅度提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人
员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。