本發(fā)明涉及一種帶耳板的方鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造及作法，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國(guó)多數(shù)農(nóng)村地區(qū)，由于缺乏系統(tǒng)的抗震知識(shí)與建造工藝，村鎮(zhèn)住宅建筑大多不能滿(mǎn)足基本抗震要求。在汶川地震與雅安地震中，村鎮(zhèn)房屋破壞嚴(yán)重，造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，其直接原因是房屋倒塌。此外，我國(guó)村鎮(zhèn)房屋外墻熱工性能差、供暖能耗偏高，適用于不同地域村鎮(zhèn)住宅的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的節(jié)能技術(shù)尚十分缺乏。研發(fā)抗震、節(jié)能保溫的村鎮(zhèn)住宅型式，是村鎮(zhèn)住宅研究中亟待解決的問(wèn)題。

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑節(jié)能減排的有效途徑之一，長(zhǎng)期以來(lái)，混凝土建筑主要采用現(xiàn)場(chǎng)施工的傳統(tǒng)作業(yè)方式，工業(yè)化程度低，水耗、能耗、人工垃圾、污水排放量大，不符合國(guó)家節(jié)能和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展政策。采用裝配式結(jié)構(gòu)，可以工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)裝配，實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)可以有效提高材料在建筑節(jié)能和結(jié)構(gòu)性能的效率、節(jié)約能源與資源，減少建筑垃圾和環(huán)境的不良影響、降低施工場(chǎng)地限制等。近年來(lái)，我國(guó)在裝配式混凝土建筑方面的研究，為提高預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)性能和實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化提供了重要技術(shù)基礎(chǔ)，但適用于村鎮(zhèn)住宅建筑的預(yù)制裝配式剪力墻的研究尚十分缺乏。預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展過(guò)程中也有一些問(wèn)題至今未能很好地解決。例如：(1)預(yù)制構(gòu)件尺寸誤差，造成拼裝時(shí)縫隙不均勻；(2)外墻板縫處理采用耐候膠，老化后更換不方便；(3)外掛板作為剪力墻的外模，有時(shí)預(yù)留對(duì)拉螺桿孔洞過(guò)少，會(huì)造成在澆筑混凝土?xí)r，外掛板外移的現(xiàn)象。

為改進(jìn)以上問(wèn)題，改進(jìn)并完善裝配式剪力墻和輕鋼框架的連接構(gòu)造，研發(fā)低成本、低能耗、抗震性能好的低層裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)村鎮(zhèn)住宅體系，本發(fā)明提供了一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造及做法，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，且具有不錯(cuò)的承載能力。采用此構(gòu)造的連接處耐久性好，震后易修復(fù)。本發(fā)明所述構(gòu)造及做法適用于低層村鎮(zhèn)住宅的內(nèi)、外墻與輕鋼框架的連接，在抗震、節(jié)能一體化的同時(shí)，還控制了房屋的整體成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，適合于在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造及作法，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，且具備不錯(cuò)的承載能力，以解決裝配式剪力墻與裝配式結(jié)構(gòu)連接處承載力低、施工方法復(fù)雜等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造，該構(gòu)造包括裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)、帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)、柱側(cè)栓釘(3)、剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽(4)、高強(qiáng)灌漿料(5)。

裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)設(shè)置在兩個(gè)帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)的豎向中間位置；柱側(cè)栓釘(3)設(shè)置在帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)側(cè)面上。

剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽(4)設(shè)置在裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)的兩側(cè)。

剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽(4)與柱側(cè)栓釘(3)相連接；裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)與帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)之間的縫隙填充有高強(qiáng)灌漿料(5)。

所述裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)由外表層的鋼絲網(wǎng)發(fā)泡混凝土和內(nèi)層的聚苯顆粒砂漿板制作而成，內(nèi)部共設(shè)有雙層鋼絲網(wǎng)。

所述帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)在柱側(cè)設(shè)置有雙耳板，方鋼管柱與耳板在工廠一次熱軋成型。

一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造的作法，其具體作法如下：

第一步，在工廠預(yù)制裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻，預(yù)制時(shí)墻體采用水平澆筑的方法。先在模板內(nèi)固定高強(qiáng)鋼絲網(wǎng)，固定水平四個(gè)方向的模板(前后為平面模板，兩側(cè)為半圓形帶肋模板)，然后澆筑下側(cè)發(fā)泡混凝土層，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％后，澆筑聚苯顆粒砂漿層，待其初步硬化后澆筑上側(cè)發(fā)泡混凝土層，待剪力墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，從兩側(cè)向外去除半圓形帶肋模板，制成不同長(zhǎng)度的預(yù)制裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻。

第二步，將熱軋成型的帶耳板的方鋼管混凝土柱側(cè)焊接栓釘，然后按設(shè)計(jì)位置裝配在基礎(chǔ)上，柱凈間距宜比裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的水平長(zhǎng)度多5～10mm，一般以1500～3500mm為宜。

第三步，將預(yù)制完成的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻兩端浸水各約1小時(shí)，然后自上而下滑入方鋼管混凝土柱側(cè)的耳板內(nèi)。

第四步，用外徑為20～30mm的硬管自上而下插入墻側(cè)與柱側(cè)之間的半圓形槽的底部，最后一邊向槽內(nèi)壓入灌漿料，一邊振搗，同時(shí)向上緩緩抽出硬管，使灌漿料能深入半圓型槽的底部，防止?jié)膊粚?shí)的情況。待硬管完全抽出后，在裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻兩端抹平。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝配式鋼管混凝土與裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的連接構(gòu)造及施工工藝，適用于村鎮(zhèn)住宅內(nèi)外墻的裝配，具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)工業(yè)化水平高，本發(fā)明包含的帶耳板方鋼管混凝土柱、裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻均為工廠規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)精度高，性能穩(wěn)定，方便運(yùn)輸，有利于裝配效率，全面實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化。

(2)可針對(duì)不同氣候特征、不同設(shè)防要求進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。根據(jù)柱在建筑平面中的位置的不同，帶耳板的方鋼管混凝土柱截面可分為一字型、T型、L型和十字型；根據(jù)不同地區(qū)的氣候特征，可通過(guò)改變墻厚或者改變保溫材料組分，生產(chǎn)出不同保溫性能的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻；根據(jù)村鎮(zhèn)住宅層數(shù)和區(qū)域抗震設(shè)防烈度的不同，可設(shè)計(jì)不同柱截面尺寸及不同壁厚的裝配式方鋼管混凝土柱，按照本發(fā)明提出的的預(yù)制構(gòu)件制作方法在工廠按照設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)，可以適用于不同型式、不同氣候、不同抗震設(shè)防要求。

(3)具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。方鋼管混凝土柱管內(nèi)可填充再生骨料混凝土，裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的生產(chǎn)可用尾礦砂等工業(yè)廢料作為原料，這些措施都有利于建筑垃圾和工業(yè)廢料的資源化再利用，而復(fù)合的聚苯顆粒砂漿板可有效的保溫隔熱，節(jié)約建筑的居住能耗，因而本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

(4)抗震性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)村鎮(zhèn)住宅。本發(fā)明所述的帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱和裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(容重可低至10～12kN/m³)的自重相對(duì)較小，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在相同的地震烈度下所承擔(dān)的地震作用較小；而且方鋼管混凝土柱與裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻協(xié)同工作，形成多道抗震防線，抗震效果明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造的立體示意圖；

圖2是帶耳板的方鋼管混凝土柱與裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻裝配后的的水平斷面圖；

圖中：1、裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻，2、帶耳板的方鋼管混凝土柱，3、柱側(cè)栓釘，4、裝配式剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽，5、高強(qiáng)灌漿料。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-2所示，一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造，主要由裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)、帶耳板的方鋼管混凝土柱(2)、柱側(cè)栓釘(3)、裝配式剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽(4)、高強(qiáng)灌漿料(5)組成。其特征在于：裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻內(nèi)的聚苯顆?？苫诒匦阅苓M(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)層聚苯顆粒板、外層發(fā)泡混凝土面層、內(nèi)配雙層高強(qiáng)鋼絲網(wǎng)的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的容重可低至10～12kN/m³，抗壓強(qiáng)度約5～10MPa。方鋼管混凝土柱在耳板和柱側(cè)栓釘、高強(qiáng)灌漿料的共同作用下，和裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻連接緊密，形成整體，協(xié)同受力。在承受水平地震作用時(shí)，因?yàn)檠b配式剪力墻水平剛度遠(yuǎn)大于方鋼管混凝土柱，可在整個(gè)結(jié)構(gòu)承受水平地震作用初期限制鋼管混凝土柱的側(cè)移，大大延緩方鋼管柱受彎時(shí)二階效應(yīng)的出現(xiàn)；具有一定強(qiáng)度的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻在水平地震作用下會(huì)和方鋼管柱柱側(cè)的耳板擠壓、摩擦，使耳板變形，起到一定的消耗地震能量的作用；柱側(cè)的栓釘及高強(qiáng)灌漿料及肋形凹槽也會(huì)在水平地震作用下發(fā)生擠壓、摩擦而消耗地震能量；墻體破壞后，鋼管混凝土柱仍可繼續(xù)承載，即使在強(qiáng)震下，帶耳板的鋼管混凝土柱的破壞伴隨著局部混凝土壓潰，鋼管局部鼓包、屈服、撕裂，最終的破壞是一種延性破壞，從而形成了具備兩道抗震防線的延性結(jié)構(gòu)，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)體系倒塌。采用本發(fā)明所述的帶耳板的方鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造，裝配式剪力墻與輕鋼框架連接牢固、整體性好，裝配簡(jiǎn)單而且工期短，施工時(shí)濕作業(yè)量少，滿(mǎn)足節(jié)能、環(huán)保的要求，也符合住宅產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；囊螅沁m用于當(dāng)前村鎮(zhèn)低層建筑抗震節(jié)能裝配一體化的一種新型結(jié)構(gòu)。

通過(guò)設(shè)置在鋼管混凝土柱(2)側(cè)面的耳板，可有效約束裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)左右兩端在平面外方向的位移；通過(guò)設(shè)置在鋼管混凝土柱側(cè)面的栓釘(3)，可以在水平地震作用下有效約束裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)與方鋼管混凝土柱(2)在豎直方向的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)；加上柱側(cè)高強(qiáng)灌漿料(5)與裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)的粘結(jié)作用，使裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)在左右、上下、前后均被有效約束，與鋼管混凝土柱可靠連接，協(xié)同受力，共同承擔(dān)水平地震作用，形成抗震性能良好的結(jié)構(gòu)體系。

所述裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻(1)是裝配式輕鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)構(gòu)件，由外表層的鋼絲網(wǎng)發(fā)泡混凝土和內(nèi)層的聚苯顆粒砂漿板制作而成，厚度可為90mm～190mm。內(nèi)部共設(shè)有雙層鋼絲網(wǎng)，鋼絲直徑為4～6mm，間距為80～120mm。該裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻置于方鋼管混凝土柱同一側(cè)的兩片耳板之間，在與墻面垂直方向被兩個(gè)耳板約束，在該裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻平面內(nèi)被柱側(cè)栓釘和高強(qiáng)灌漿料約束，由于該裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的平面內(nèi)剛度遠(yuǎn)大于方鋼管混凝土柱，在水平地震作用較小時(shí)，該裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻可有效減小方鋼管混凝土柱的側(cè)移，延緩其彎矩二階效應(yīng)的出現(xiàn)，發(fā)揮輕鋼框架-裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

所述帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱(2)是裝配式輕鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的另一抗側(cè)構(gòu)件，在柱側(cè)設(shè)置雙耳板，方鋼管柱與耳板在工廠一次熱軋成型，其折角處軋制為圓弧形過(guò)度，避免應(yīng)力集中，整體性較好。耳板具有兩個(gè)功能：第一可增大方鋼管柱在水平荷載下的剛度和抗彎承載力，第二可對(duì)柱側(cè)的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的平面外變形起到有效的約束作用。

所述柱側(cè)栓釘(3)是裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻與裝配式方鋼管混凝土柱的關(guān)鍵連接件。該栓釘長(zhǎng)15～25mm，直徑為2～4mm，伸長(zhǎng)率20％以上，屈服強(qiáng)度300MPa以上。沿柱側(cè)中線豎向設(shè)一道，豎向間距80～150mm，待裝配式剪力墻安裝就位后，再注入灌漿料。

所述剪力墻側(cè)面的半圓形帶肋凹槽(4)是裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻與裝配式方鋼管混凝土柱連接的另一關(guān)鍵。該凹槽半徑可為25～35mm，施工時(shí)可通過(guò)在墻側(cè)面支半圓形模板來(lái)實(shí)現(xiàn)。該半圓形模板表面帶有水平肋，凹凸起伏尺寸可在4～8mm，水平肋的豎向間距可在80～150mm，加工時(shí)，待裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，可施加水平力去除該模板。以上過(guò)程可在工廠規(guī)?；a(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)，以確保半圓形凹槽及水平肋的精度和裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的整體質(zhì)量。

所述高強(qiáng)灌漿料(5)的性能指標(biāo)和灌注施工工藝是確保裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻和帶耳板的裝配式方鋼管混凝土柱牢固連接的關(guān)鍵，高強(qiáng)灌漿料具有早期強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、耐久性好、容易施工等技術(shù)特點(diǎn)。施工時(shí)，可先把裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻兩端浸水各約1小時(shí)，使水分滲入墻體，然后將裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻自上而下滑入方鋼管混凝土柱側(cè)的耳板之間，接著用外徑為20～30mm的硬管自上而下插入墻側(cè)與柱側(cè)之間的半圓形槽的底部，最后一邊向槽內(nèi)壓入灌漿料，一邊振搗，同時(shí)向上緩緩抽出硬管，使灌漿料能深入半圓型槽的底部，防止?jié)膊粚?shí)的情況。

本發(fā)明涉及一種裝配式鋼管混凝土柱與裝配式剪力墻的連接構(gòu)造作法，其具體作法如下：

第一步，在工廠預(yù)制裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻，預(yù)制時(shí)墻體采用水平澆筑的方法。先在模板內(nèi)固定高強(qiáng)鋼絲網(wǎng)，固定水平四個(gè)方向的模板(前后為平面模板，兩側(cè)為半圓形帶肋模板)，然后澆筑下側(cè)發(fā)泡混凝土層，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％后，澆筑聚苯顆粒砂漿層，待其初步硬化后澆筑上側(cè)發(fā)泡混凝土層，待剪力墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，從兩側(cè)向外去除半圓形帶肋模板，制成不同長(zhǎng)度的預(yù)制裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻。

第二步，將熱軋成型的帶耳板的方鋼管混凝土柱側(cè)焊接栓釘，然后按設(shè)計(jì)位置裝配在基礎(chǔ)上，柱凈間距宜比裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻的水平長(zhǎng)度多5～10mm，一般以1500～3500mm為宜。

第三步，將預(yù)制完成的裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻兩端浸水各約1小時(shí)，然后自上而下滑入方鋼管混凝土柱側(cè)的耳板內(nèi)。

第四步，用外徑為20～30mm的硬管自上而下插入墻側(cè)與柱側(cè)之間的半圓形槽的底部，最后一邊向槽內(nèi)壓入灌漿料，一邊振搗，同時(shí)向上緩緩抽出硬管，使灌漿料能深入半圓型槽的底部，防止?jié)膊粚?shí)的情況。待硬管完全抽出后，在裝配式復(fù)合保溫模塊剪力墻兩端抹平。

以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。