專利名稱：一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系及其施工方法
技術領域：
本申請涉及到一種剪力墻，更確切的說是一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系。
背景技術：
目前建筑工程中剪力墻、梁、柱多為施工現場現澆而成，現澆的剪力墻由于墻和基礎、梁連接方式為剛性連接，一方面限制了墻體和基礎梁、框架梁間的相對位移，另一方面使得墻體具有很大的抗側剛度，在地震荷載反復作用下，墻體中彎矩和剪力使其容易形成交叉裂縫，導致剪力墻酥裂，使墻體承載力降低，在大震中甚至被破壞，即便是震后存留下來的有損傷剪力墻，其修復工作也是很困難的，且不經濟。此外，現澆剪力墻需要耗費大量模板，施工速度也受到極大的限制。本發明提供的一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系，能夠極大程度的提高剪力墻的抗震性能，其墻板間的結合面的存在能減少地震中墻體開裂的可能性。裝配程度高，有利于機械化施工和減少模板用量，從而縮短工期。
發明內容
本發明提供一種抗震性能好、裝配程度高、工期較短的拼裝互鎖預應力剪力墻體系O本申請涉及拼裝互鎖剪力墻，特將其概念闡述如下:拼裝互鎖剪力墻是一種預制裝配的墻體，其墻體和梁、柱的連接方式不同于現澆框架剪力墻的剛性連接，而是在墻體和梁中設置通孔，通過預應力筋使用后張法連接，使得墻體和梁“非結合”的緊貼在一起。在側向荷載作用下，墻體整體發生側向轉動，此時預應力筋受拉產生的回復力使得墻體向初始平衡中心位置回轉。外力主要由預應力筋承受，墻體整體轉動，其內力很小，主體部分幾乎無裂縫，故自中心剪力墻在地震作用下損傷程度很低。本申請涉及基本墻板單元，特將其概念闡述如下:基本墻板單元類似于砌體結構中砌塊的基本塊型，是裝配墻體所需所有基本墻板的集合，通過基本墻板單元的不同組合，可以裝配不同尺寸的墻體。本發明專利是通過以下技術方案實現的。一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系，包括預應力筋1、現澆基礎梁2、瞄具4、組合墻板5、現澆柱3、現澆梁15、現澆樓板16，其特征在于:現澆基礎梁2在澆筑時預留基礎梁通孔12，基礎梁通孔12的位置和間距應與設計圖紙中的組合墻板5中的通孔11對齊。首層組合墻板5通過預應力筋I嵌于現澆基礎梁2、現澆柱3形成的“凹”形框架間，張拉預應力筋I并安裝瞄具4后，澆筑第一層現澆梁15、現澆樓板16和第二層現澆柱3并養護至設計強度，然后裝配第二層組合墻板5，張拉預應力筋I后安裝瞄具4，其余層施工同第二層。組合墻板5由若干同一類基本墻板單元裝配而成，基本墻板單元以墻板間咬合面的不同分為三類:矩形咬合面基本墻板單元、圓弧形咬合面基本墻板單元和折線形咬合面基本墻板單元。每一類基本墻板單元均包含五種墻板:墻板一 8、墻板二 10、墻板三9、墻板四6和墻板五7。墻板一 8、墻板三9、墻板四6和墻板五7僅用于墻體的兩端,墻板二 10沿平面水平軸的鏡像與其本身相同，用于墻體的中間部分，通過增減墻板二 10及其沿著平面水平軸方向的鏡像以完成不同尺寸的墻體。墻板一8和墻板三9水平方向邊的中點開有豎直方向的通孔11，墻板二 10、墻板四6和墻板五7水平方向邊靠近兩端的兩個四等分點處開有豎直方向的通孔11，孔徑與墻板一 8、墻板三9的通孔相同，以保證裝配時上下兩墻板的通孔能對齊。每塊墻板與梁、柱的交界面均為平面，而在曲面咬合面的墻板外側邊緣，均開有“L”形槽13，墻板裝配拼合后，相鄰的兩塊墻板間形成小槽14，將其用防水材料填平后可以防止外墻滲水。組合墻板5中的節點均呈“Y”形，“Y”形節點具有人體頭蓋骨節點特征，使得其具有良好地抗沖擊性能，“Y”形節點縫隙的存在，使得地震荷載作用時，墻板間可以產生微小的斜向滑移以耗散能量，從而最大限度的降低裂縫產生的可能性。上述拼裝互鎖預應力剪力墻體系施工方法，依次包括下述步驟。(a)準備工作:包括組合墻板5中各種墻板、預應力筋1、瞄具4的預制準備工作和施工現場準備工作兩部分。其中預制準備工作在預制工廠中進行，依據設計圖紙，計算各種墻板的用量、預應力筋I的數量及單根長度和瞄具4的用量，然后預制。現場正式施工前，要清理場地，準備材料的堆放，另外還要提前做好施工場地的排水工作。(b)基礎開挖:采用機械開挖快速施工，人工清方、壓實和整平基礎，鋪上IOOmm厚的級配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作為基礎墊層。(c)澆筑基礎、現澆基礎梁2和第一層現澆柱3:抄平放線后，搭設第一層腳手架，支基礎和現澆基礎梁2模板，現澆基礎梁2支模時要預留基礎梁通孔12，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第一層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。(d)裝配首層組合墻板5:預應力筋I插入基礎梁通孔12后，依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋穿過墻板中通孔11，待第一層所有墻板吊裝完畢后，安裝現澆基礎梁底部瞄具4，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝首層頂部瞄具4，回填基礎土方并夯實。(e)澆筑第一層現澆梁15、現澆樓面板16和第二層現澆柱3:支第一層現澆梁15、現澆樓面板16模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第二層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。(f)裝配第二層組合墻板5:依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋I穿過墻板中通孔11，待第二層所有墻板吊裝完畢后，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝第二層頂部瞄具4。(g)其他層施工:余下各層施工只需重復步驟(e)和(f)。頂層瞄具4安裝完畢后，在預應力筋伸出瞄具的60_處將其剪斷，然后支頂層現澆梁15和頂層現澆板16模板，澆筑混凝土，養護至設計強度后，拼裝互鎖預應力剪力墻體系施工完成。本發明提供的拼裝互鎖預應力剪力墻體系與現有技術相比具有如下特點:1、抗震性能好。2、地震作用下墻體裂縫少，損傷程度低。3、裝配程度高，工期短。
4、節約墻體模板，經濟性好。
圖1為本發明的一個四層整體效果圖；圖2為本發明的三類基本墻板單元的一類，折線形咬合面基本墻板單元；圖3為本發明的三類基本墻板單元的一類，矩形咬合面基本墻板單元；圖4為本發明的三類基本墻板單元的一類，圓弧形咬合面基本墻板單元；圖5為本發明施工方法示意圖，澆筑基礎、現澆基礎梁和首層現澆柱；圖6為本發明施工方法示意圖，插入預應力筋后，裝配首層組合墻板；圖7為本發明施工方法示意圖，澆筑第一層現澆梁、現澆樓面板和第二層現澆柱；圖8為本發明施工方法示意圖，裝配第二層組合墻板；圖9為本發明施工方法示意圖，安裝第二層組合墻板瞄具；圖10為本發明施工方法示意圖，澆筑第二層現澆梁和現澆樓面板；圖11為本發明現燒基礎梁底部貓具不意圖；圖12為本發明墻板間“Y”形節點詳細構造圖；圖13為本發明折線形咬合面墻板五的透視圖；附圖標記說明如下:1-預應力筋，2-現燒基礎梁，3-現燒柱，4-貓具，5-組合墻板，6_墻板四，7_墻板五，8墻板一，9_墻板二，10-墻板二，11-墻板通孔，12-基礎梁通孔，13- “L”形槽，14-小槽，15-現澆梁，16-現澆樓板，17-墻板橫向筋，18-墻板縱向筋
具體實施例方式下面結合實附圖對本發明做進一步說明:實施例1參見附圖1、附圖6和附圖9，一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系，包括預應力筋1、現澆基礎梁2、瞄具4、組合墻板5、現澆柱3、現澆梁15、現澆樓板16。留有通孔12的現澆基礎梁2，與現澆柱3形成“凹”形框架，組合墻板通過預應力筋I嵌于其中，張拉預應力筋I后安裝瞄具4，再澆筑第一層層的現澆梁15、現澆樓板16和第二層現澆柱3，形成新的“凹”形框架，再裝配第二層組合墻板5，其他層的施工為此過程的重復。(a)準備工作:包括組合墻板5中各種墻板、預應力筋1、瞄具4的預制準備工作和施工現場準備工作兩部分。其中預制準備工作在預制工廠中進行，依據設計圖紙，計算各種墻板的用量、預應力筋I的數量及單根長度和瞄具4的用量，然后預制。現場正式施工前，要清理場地，準備材料的堆放，另外還要提前做好施工場地的排水工作。(b)基礎開挖:采用機械開挖快速施工，人工清方、壓實和整平基礎，鋪上IOOmm厚的級配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作為基礎墊層。(C)澆筑基礎、現澆基礎梁2和第一層現澆柱3:參見附圖5，抄平放線后，搭設第一層腳手架，支基礎和現澆基礎梁2模板，現澆基礎梁2支模時要預留基礎梁通孔12，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第一層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。
(d)裝配首層組合墻板5:參見附圖6，預應力筋I插入基礎梁通孔12后，依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋穿過墻板中通孔11，待第一層所有墻板吊裝完畢后，安裝現澆基礎梁底部瞄具4，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝首層頂部瞄具4，回填基礎土方并窮實。(e)澆筑第一層現澆梁15、現澆樓面板16和第二層現澆柱3:參見附圖7，支第一層現澆梁15、現澆樓面板16模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第二層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。(f)裝配第二層組合墻板5:參見附圖8，依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋I穿過墻板中通孔11，待第二層所有墻板吊裝完畢后，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝第二層頂部瞄具4。(g)其他層施工:余下各層施工只需重復步驟(e)和(f)。頂層瞄具4安裝完畢后，在預應力筋伸出瞄具的60_處將其剪斷，然后支頂層現澆梁15和頂層現澆板16模板，澆筑混凝土，養護至設計強度后，拼裝互鎖預應力剪力墻體系施工完成。
權利要求
1.一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系，包括預應力筋1、現澆基礎梁2、瞄具4、組合墻板5、現澆柱3、現澆梁15、現澆樓板16，其特征在于:現澆基礎梁2在澆筑時預留基礎梁通孔12，基礎梁通孔12的位置和間距應與設計圖紙中的組合墻板5中的通孔11對齊。首層組合墻板5通過預應力筋I嵌于現澆基礎梁2、現澆柱3形成的“凹”形框架間，張拉預應力筋I并安裝瞄具4后，澆筑第一層現澆梁15、現澆樓板和第二層現澆柱3并養護至設計強度，然后裝配第二層組合墻板5，張拉預應力筋I后安裝瞄具4，其余層施工同第二層。
2.一種如權利要求1所述的組合墻板5，其特征在于:組合墻板5由若干同一類基本墻板單元裝配而成，基本墻板單元以墻板間咬合面的不同分為三類:矩形咬合面基本墻板單元、圓弧形咬合面基本墻板單元和折線形咬合面基本墻板單元。
3.一種如權利要求1或者2所述的組合墻板5，其特征在于:每一類基本墻板單元均包含五種墻板:墻板一 8、墻板二 10、墻板三9、墻板四6和墻板五7。墻板一 8、墻板三9、墻板四6和墻板五7僅用于墻體的兩端，墻板二 10沿平面水平軸的鏡像與其本身相同，用于墻體的中間部分，通過增減墻板二 10及其沿著平面水平軸方向的鏡像以完成不同尺寸的墻體。
4.一種如權利要求1或者2或者3所述的組合墻板5，其特征在于:墻板一 8和墻板三9水平方向邊的中點開有豎直方向的通孔11，墻板二 10、墻板四6和墻板五7水平方向邊靠近兩端的兩個四等分點處開有豎直方向的通孔11，孔徑與墻板一 8、墻板三9的通孔相同，以保證裝配時上下兩墻板的通孔 能對齊。
5.一種如權利要求1或者2或者3所述的組合墻板，其特征在于:每塊墻板與梁、柱的交界面均為平面，而在曲面咬合面的墻板外側邊緣，均開有“L”形槽13，墻板裝配拼合后，相鄰的兩塊墻板間形成小槽14，將其用防水材料填平后可以防止外墻滲水。
6.一種如權利要求1或者2或者3所述的組合墻板，其特征在于:組合墻板5中的節點均呈“Y”形，“Y”形節點具有人體頭蓋骨節點特征，使得其具有良好地抗沖擊性能，“Y”形節點縫隙的存在，使得地震荷載作用時，墻板間可以產生微小的斜向滑移以耗散能量，從而最大限度的降低裂縫產生的可能性。
7.一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系施工方法，其特征在于:依次包括下述步驟: (a)準備工作:包括組合墻板5中各種墻板、預應力筋1、瞄具4的預制準備工作和施工現場準備工作兩部分。其中預制準備工作在預制工廠中進行，依據設計圖紙，計算各種墻板的用量、預應力筋I的數量及單根長度和瞄具4的用量，然后預制。現場正式施工前，要清理場地，準備材料的堆放，另外還要提前做好施工場地的排水工作。
(b)基礎開挖:采用機械開挖快速施工，人工清方、壓實和整平基礎，鋪上IOOmm厚的級配碎石和IOOmm厚的ClO混凝土作為基礎墊層。
(c)澆筑基礎、現澆基礎梁2和第一層現澆柱3:抄平放線后，搭設第一層腳手架，支基礎和現澆基礎梁2模板，現澆基礎梁2支模時要預留基礎梁通孔12，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第一層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。
(d)裝配首層組合墻板5:預應力筋I插入基礎梁通孔12后，依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋穿過墻板中通孔11，待第一層所有墻板吊裝完畢后，安裝現澆基礎梁底部瞄具4，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝首層頂部瞄具4，回填基礎土方并夯實。(e)澆筑第一層現澆梁15、現澆樓面板16和第二層現澆柱3:支第一層現澆梁15、現澆樓面板16模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。支第二層現澆柱3模板，澆筑完畢后用振動棒振搗密實，待混凝土養護至設計強度后，拆卸模板。
Cf)裝配第二層組合墻板5:依據設計圖紙將各墻板吊裝，使預應力筋I穿過墻板中通孔11，待第二層所有墻板吊裝完畢后，張拉各預應力筋I至設計應力后，安裝第二層頂部瞄具4。
(g)其他 層施工:余下各層施工只需重復步驟(e)和(f)。頂層瞄具4安裝完畢后，在預應力筋伸出瞄具的60_處將其剪斷，然后支頂層現澆梁15和頂層現澆板16模板，澆筑混凝土，養護至設計強度后，非結合自中心預應力剪力墻體系施工完成。
全文摘要
本發明公開了一種拼裝互鎖預應力剪力墻體系，包括預應力筋1、現澆基礎梁2、瞄具4、組合墻板5、現澆柱3、現澆梁15、現澆樓板16。留有通孔12的現澆基礎梁2，與現澆柱3形成“凹”形框架，組合墻板5通過預應力筋1嵌于其中，張拉預應力筋1后安裝瞄具4，再澆筑第一層層的現澆梁15、現澆樓板16和第二層現澆柱3，形成新的“凹”形框架，再裝配第二層組合墻板5，其他層的施工為此過程的重復。本發明提供了這種拼裝互鎖預應力剪力墻體系的施工方法，依次包括以下步驟(a)準備工作。(b)基礎開挖(c)澆筑基礎、現澆基礎梁2和第一層現澆柱3。(d)裝配首層組合墻板5。(e)澆筑第一層現澆梁15、現澆樓面板16和第二層現澆柱3。(f)裝配第二層組合墻板5。(g)其他層施工。
文檔編號E04C2/30GK103088939SQ20131003369
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者黃靚, 陳永亮, 王天鳳, 許利文, 許仲遠, 張懷安, 許頎, 江超 申請人:湖南大學