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一种高延性混凝土耗能填充墙框架结构及其施工方法


技术摘要:
本发明提供了一种高延性混凝土耗能填充墙框架结构及其施工方法,以解决普通填充墙框架结构承载能力不足、延性差和耗能能力低的问题。本发明的高延性混凝土耗能填充墙框架结构由框架柱、框架梁、柔性连接、填充墙和高延性混凝土面层组成;施工时,首先把柔性材料固定在  全部
背景技术:
填充墙框架结构是一种广泛应用的结构形式。在进行填充墙框架结构设计时,将 填充墙视为非结构构件,填充墙被当作竖向荷载作用在框架结构上,其对框架结构刚度的 贡献通过自振周期折减的方法来考虑,忽略填充墙与框架之间的相互作用。 在地震作用下,填充墙与框架变形能力不协调,填充墙阻碍框架变形,由于填充墙 刚度较大,承担了大部分水平地震作用。因填充墙强度较低,容易发生脆性破坏。历次震害 表明:框架梁、柱轻微损坏或基本完好,但填充墙破坏严重;尤其是作为逃生通道的楼梯间 隔墙倒塌最为严重。填充墙破坏或倒塌会造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是中小学 校中的单跨结构,其抗侧刚度小,冗余度低,在强烈地震下更易倒塌。
技术实现要素:
针对现有技术的缺陷或不足,本发明的目的在于提供一种高延性混凝土耗能填充 墙框架结构及其施工方法。 为此,本发明提供的高延性混凝土耗能填充墙框架结构包括框架柱、框架梁和位 于框架梁和框架柱之间的填充墙,所述框架柱与填充墙之间设有柔性连接层,所述填充墙 表面压抹有高延性混凝土面层。 可选的,所述高延性混凝土面层(5)厚度为10~30mm。 可选的,所述柔性连接层的厚度根据式(1)和(2)确定: t=Δu/2                        (1) Δu=θ×h                       (2) 式中:t为柔性材料厚度,单位:mm;Δu为填充墙未参与抵抗水平荷载作用时允许 框架产生的层间位移,单位:mm;θ为框架结构的层间位移角;h为计算楼层层高,单位:mm。 可选的,所述柔性连接层的厚度为5~30mm。 可选的,所述柔性连接层选用聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯发泡剂或硅酮胶。 可选的,所述柔性连接层高度与填充墙高度相同,宽度为填充墙(4)  厚度加2倍高 延性混凝土面层(5)厚度。 上述高延性混凝土耗能填充墙框架结构的施工方法包括: 步骤一,进行框架柱和框架梁施工; 步骤二,把柔性连接层固定在框架柱(1)上; 步骤三,在柔性连接层之间砌筑填充墙(4); 步骤四,在填充墙表面压抹高延性混凝土面层(5)。 本发明同时还提供了采用上述结构的建筑。本发明的高延性混凝土耗能填充墙框 3 CN 111576617 A 说 明 书 2/5 页 架结构主要适用于一般民用建筑(多层和高层钢筋混凝土框架填充墙结构房屋),也可适用 于工业建筑。 本发明的有益效果: (1)本发明提供的高延性混凝土耗能填充墙框架结构应用在实际工程后,在受到 较低烈度地震作用时,仅框架主体承担水平地震力,高延性混凝土耗能填充墙基本不受力。 (2)当受到较高烈度地震作用时,本发明的高延性混凝土耗能填充墙与框架挤紧, 耗能填充墙被激活,耗能填充墙与框架共同发挥作用,显著提高承载力。 (3)在强烈地震作用下,本发明结构通过高延性混凝土耗能填充墙耗散外部输入 的能量,面层表仅有细密裂缝,震后无需修补或稍微修补即可继续使用。 综上,本发明的结构中在填充墙内外两侧表面压抹高延性混凝土面层,形成高延 性混凝土耗能填充墙,可有效避免填充墙局部压碎,减小填充墙对框架的约束效应,减轻了 填充墙和框架的损伤,显著提高框架填充墙的整体性与抗震性能,减少甚至免去强震后修 复的工作。并且,本发明中采用的高延性混凝土面层,不仅施工方便、构造简单、经济性好, 还不增加结构自重。 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。 附图说明 图1是本发明的高延性混凝土耗能填充墙框架结构的结构示意图; 图2是图1的断面示意图; 图3为试件IF、DIF和FDIF的尺寸与配筋示意图; 图4a为试件IF加载前示意图;图4b为试件DIF加载前示意图;图4c  为试件FDIF加 载前示意图; 图5a为试件IF的破坏形态示意图;图5b为试件DIF的破坏形态示意图;图5c为试件 FDIF的破坏形态示意图; 图6a为试件IF的滞回曲线图;图6b为试件DIF的滞回曲线图;图6c  为试件FDIF的 滞回曲线图; 图7为试件IF、DIF和FDIF的骨架曲线图; 图8为试件IF、DIF和FDIF的累积耗能曲线图。
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