一种抗震性强的摇摆填充墙框架结构

摘要

本发明公开了属于土木工程结构技术领域的一种钢筋混凝土框架的抗震性强的摇摆填充墙框架结构，该钢筋混凝土框架由N根中框架柱、两根边框架柱、底框架梁、顶框架梁和M根框架梁构成，其中由中框架柱分隔成多个矩形框，每一跨框架由框架梁分隔成多个方框；由钢筋混凝土填充的矩形框为摇摆填充墙；摇摆填充墙两边的矩形框由轻质砌块砌筑为轻质砌块填充墙，在摇摆填充墙内布置高强度预应力钢绞线，在结构发生侧向位移时允许中框架柱柱基座抬起，通过张拉预应力实现自复位能力，减小结构的损伤集中，提高框架结构变形能力和承载能力；避免传统钢筋混凝土框架结构抗震能力有限、变形集中的缺点，本发明构造简单，施工方便，改善框架的抗震性能。

说明书

技术领域

本发明属于土木工程结构技术领域。特别涉及一种抗震性强的摇 摆填充墙框架结构

背景技术

钢筋混凝土框架结构作为一种受力明确、构造简单的结构形式， 在工程领域拥有广泛应用。在历次地震中，框架结构遭受倒塌破坏的 案例屡见不鲜，造成巨大的人员伤亡和财产损失。框架倒塌往往由结 构变形集中引起，控制结构变形模式是防止倒塌破坏的关键。摇摆墙 能够有效控制结构变形模式，使层间位移分布更加均匀。摇摆填充墙 框架将摇摆墙与框架结构中广泛使用的填充墙结合，有利于减少外置 摇摆墙对建筑效果的约束，简化摇摆墙与框架之间的连接。预应力钢 筋为结构提供了良好自复位能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗震性强的摇摆填充墙框架结构，其特 征在于，所述抗震性强的摇摆填充墙框架结构为钢筋混凝土框架结 构；该钢筋混凝土框架结构由N根中框架柱、两根边框架柱、底框架 梁、顶框架梁和M根框架梁构成，其中由中框架柱分隔成N+1个矩 形框，每一矩形框由框架梁分隔成M+1个方框；由钢筋混凝土填充 的矩形框为摇摆填充墙；摇摆填充墙两边的矩形框由轻质砌块砌筑形 成轻质砌块填充墙；在摇摆填充墙内，竖向埋入预应力钢筋预埋管， 预应力钢筋预埋管两端分别穿过顶框架梁和底框架梁，并与它们固 定；顶部钢梁通过锚固钢筋与摇摆填充墙上端钢筋混凝土框架固定， 底部钢梁由锚固钢筋固定在基础梁上面；预应力钢筋穿过预应力钢筋 预埋管、顶部钢梁和底部钢梁，两端分别锚固在顶部钢梁和底部钢梁 的外侧。

所述摇摆填充墙每个方框中配置竖向分布钢筋、水平分布钢筋和 拉筋，在水平分布钢筋和拉筋围成的方格中心竖向埋入预应力钢筋预 埋管。

所述对应于摇摆填充墙方框的框架梁、底框架梁、顶框架梁上开 有穿过预应力钢筋预埋管的通孔。

所述钢筋混凝土框架中，位于摇摆填充墙两侧连接于中框架柱的 柱基座与基础梁接触但不连接，允许柱基抬起；位于钢筋混凝土框架 两侧连接于边框架柱的柱基座与基础梁牢固连接。

所述轻质砌块填充墙的每个方框中，轻质砌块填充墙与周边的框 架梁、框架柱之间填充柔性填充材料。

所述锚固钢筋焊接在顶部钢梁和底部钢梁上，直接浇筑在混凝土 结构的顶框架梁和基础梁中。

所述顶部钢梁采用工字型钢，两侧有预应力钢筋开孔，顶部钢梁 需要焊接多块加劲肋，避免在预应力钢筋的作用下出现局部失稳。

所述底部钢梁采用工字型钢，两侧有预应力钢筋开孔，底部钢梁 需要焊接多块加劲肋，避免在预应力钢筋的作用下出现局部失稳。

所述中框架柱的柱基座与基础梁接触，但不连接；以及轻质砌块 填充墙与周边的框架梁、框架柱之间填充柔性填充材料，通过其共同 作用，墙体绕底部发生整体摆动，减少框架中的变形集中，防止墙体 被损伤。

所述N、M为等于或大于2的正整数；其值相等或不等。

本发明有益效果是本新型摇摆填充墙框架结构引入了预应力钢 筋，当建筑结构受到地震作用发生侧向位移时，造成混凝土框架柱的 损伤，结构承载力不足而出现倒塌破坏。该新型摇摆填充墙框架能有 效控制结构的变形模式，避免损伤集中在某一楼层，提高结构的变形 能力。摇摆填充墙能够以底部两侧为支点发生转动。结构在各个楼层 的变形均匀分布，有效地避免了变形集中对框架的破坏。预应力钢筋 在地震中保持弹性，当地震结束后，摇摆填充墙能够在预应力钢筋的 作用下回到原始位置，给结构的震后修复带来了巨大的便利；充分利 用混凝土和钢筋材料的性能，在保证承载能力的情况下有效降低成 本。

附图说明

图1为抗震性强的摇摆填充墙框架的示意图。

图2为摇摆填充墙框架的B‐B剖面图。

图3为摇摆填充墙的A‐A剖面图。

图4为图1所示新型摇摆填充墙的底部详图。

具体实施方式

本发明提供一种抗震性强的摇摆填充墙框架结构，下面结合附图 予以说明。

如图1至图4所示的抗震性强的摇摆填充墙框架结构为钢筋混凝 土框架结构；该钢筋混凝土框架结构由N根中框架柱9、两根边框架 柱11、底框架梁17、顶框架梁16和M根框架梁8构成，其中，由 中框架9分隔成N+1个矩形框，每一矩形框由框架梁8分隔成M+1 个方框；所述N、M为等于或大于2的正整数；其值相等或不等；由 钢筋混凝填充的矩形框为摇摆填充墙1；对应于摇摆填充墙方框的框 架梁8、底框架梁17、顶框架梁16上开有穿过预应力钢筋预埋管2 的通孔。摇摆填充墙1两边的矩形框形成轻质砌块填充墙18，由轻 质砌块10砌筑；在轻质砌块填充墙18的每个方框中，轻质砌块填充 墙18与周边的框架梁、框架柱之间填充柔性填充材料12(如图2所 示)。在摇摆填充墙1内，竖向埋入预应力钢筋预埋管2，预应力钢 筋预埋管2两端分别穿过顶框架梁16和底框架梁17，并与它们固定； 顶部钢梁5通过锚固钢筋4与摇摆填充墙上端钢筋混凝土框架固定， 底部钢梁6由锚固钢筋4固定在基础梁7上面；预应力钢筋3穿过预 应力钢筋预埋管2、顶部钢梁5和底部钢梁6后，两端分别锚固在顶 部钢梁5和底部钢梁6的外侧(如图1、4所示)。所述摇摆填充墙每 个方框中配置竖向分布钢筋13、水平分布钢筋14和拉筋15，在水平 分布钢筋14和拉筋15围成的方格中心竖向埋入预应力钢筋预埋管2 (如图3所示)。

在钢筋混凝土框架中，位于摇摆填充墙1两侧连接于中框架柱9 的柱基座19与基础梁7接触但不连接，允许柱基座底抬起；位于钢 筋混凝土框架两侧连接于边框架柱11的柱基座19与基础梁7牢固连 接。

所述锚固钢筋4焊接在顶部钢梁5和底部钢梁6上，直接浇筑在 混凝土结构的顶框架梁16和基础梁7中，将顶部钢梁5与顶框架梁 16连接起来，将底部钢梁6和基础梁7连接在一起。

所述顶部钢梁采用工字型钢，两侧有预应力钢筋3开孔，顶部钢 梁需要焊接多块加劲肋，避免在预应力钢筋的作用下出现局部失稳。

所述底部钢梁采用工字型钢，两侧有预应力钢筋3开孔，底部钢 梁需要焊接多块加劲肋，避免在预应力钢筋3的作用下出现局部失 稳。

所述中框架柱9的柱基座19与基础梁7接触，但不连接；以及 轻质砌块填充墙18与周边的框架梁、框架柱之间填充柔性填充材料 12，通过其共同作用，在墙体绕底部发生整体摆动时，减少框架中的 变形集中，防止墙体被损伤。

该摇摆填充墙框架可有效控制结构变形模式，避免地震中传统钢 筋混凝土框架变形往往集中在底部楼层的情况，有利于减小混凝土框 架柱的损伤，防止结构承载力不足而出现的倒塌破坏。摇摆墙的摆动 能够增大与其相连的框架梁的变形，充分利用混凝土和钢筋材料的性 能，在保证承载能力的情况下有效降低成本。新型摇摆填充墙框架中 布置的预应力筋有利于震后为混凝土框架提供自复位能力，实现结构 功能的快速恢复。