专利名称：无剪型连接的交接砌体承重墙肢及其建造方法
技术领域：
本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢及其建造方法，属于建筑工程和土木工程 抗震防灾减灾技术领域，尤其属于砌体结构房屋在高烈度地震区或罕遇地震下的抗倒技术 领域。
背景技术：
砌体结构房屋是中国城乡的一种主要建筑型式，中国抗震设防涵盖地域大。在中、 高抗震防烈度地区，砌体房屋建造量很大，特别是在二线城市、县、乡镇及农村，其保有建筑 面积达到当地总建筑面积70%以上。2008年汶川8. 0级特大地震给工程抗震防灾敲响了警 钟。震害表明，砌体结构易发生剪切破坏以致倒塌，其抗震抗倒一直是个关键问题和难题。砌体结构房屋的块材一般采用普通砖、多孔砖或混凝土小砌块，墙体内通常不设 置或少设置受力钢筋。砌体结构的承重墙体在有关设计、施工和验收规范中，强调交接处和 转角处错缝搭砌，一律要求前后左右水平向搭砌、上下竖向错缝；若分砌施工时，则要求预 留斜槎或直槎后再错缝搭砌，必要时用水平钢筋进行拉结；禁止正交或斜交承重砌体墙肢 在交接处留置竖向齐缝。这样一来，砌体结构房屋中的大多墙体往往成为由多个正交或斜 交的墙肢在交接处相互错缝搭砌形成的整体截面砌体墙，而无翼缘或无其它交接墙肢的、 一字形截面的独立砌体墙肢则很少。这种交接墙肢相互错缝搭砌的传统措施和作法，存在的主要弊端和问题有下列方 面第一、交接砌体墙肢的相互错缝搭砌，是可传递剪应力的一种剪切型刚性连接，这 种刚性连接使交接砌体墙肢在地震弯矩作用下呈整截面变形和整体工作，将各交接墙肢的 轴向压应力集中传递到其中的一部分墙肢的局部截面上，不仅使这些墙肢的受压区长度增 加成为小偏压墙体、受压区先行弯曲压碎，也往往使这些墙肢的受弯承载力加大、使受弯承 载力富余度超过受剪承载力的富余度，导致砌体墙肢成为弱剪强弯型墙肢。具体地，交接砌体承重墙肢相互搭砌时，对其中一个砌体墙肢而言，与之相交接的 其它墙肢充当了该砌体墙肢的边缘翼墙或腹部翼墙，在水平地震作用下，墙肢间可传递竖 向剪应力而整体受弯，成为整体截面砌体墙，整体截面砌体墙的抗弯模量和抗震受弯承载 力较该砌体墙肢显著增加，而受剪承载力与该砌体墙肢的几乎相同。这种错缝搭砌的作法 对于砌体结构中受弯承载力不够而需提高受弯承载力的交接墙肢来说是可以的(例如房 屋底部的横向墙体等)；而对多数墙肢来说，这种作法导致抗震受弯承载力的富余度大大 增加，以致超过受剪承载力的富余度，使墙肢发生受弯破坏形态的概率大大降低，发生剪切 脆性破坏的几率大大增加，因此错缝搭砌极易导致砌体墙肢成为弱剪型墙肢，墙肢剪切破 坏后容易倒塌、不易修复、往往需拆除重建。国内外大量强震震害包括唐山、汶川震害均证 明了这一点，这种剪切破坏形态在工程抗震防灾中是不希望发生的。有鉴于此，若交接处不相互搭砌时能够满足墙肢的抗震受弯承载力要求，则不必 错缝搭接，否则在地震下将产生不期望出现的剪切破坏形态。墙肢交接处不视具体情况而一刀切、千篇一律均采用相互搭砌措施，是不当的；第二、交接砌体承重墙肢的相互错缝搭砌，如上所述为刚性连接，交接墙肢之间呈 整体工作，形成了开口薄壁墙体，整体截面形状复杂，其截面形心主轴大多不是对称轴，整 体截面在正、反两方向往复地震作用下的受弯承载力及破坏形态往往出现较大差异，例如， 房屋内部的不规则交接墙肢、房屋的角部墙肢等，从而导致在某一方向地震作用下为剪切 破坏形态，而在相反方向作用下为弯曲破坏形态，增加了剪切破坏形态的控制难度。因此， 改变交接砌体墙肢的相互错缝搭砌作法，使墙肢具有对称规则性，是十分必要的。第三、交接砌体承重墙肢的相互错缝搭砌，虽然为交接的各墙肢提供了水平侧向 拉结和支撑，加强了墙肢受压屈曲的稳定性，具有有利的一面，然而，由于如上所述的原因， 通过相互错缝搭砌的作法来提供这种有利作用是得不偿失的。显然，交接墙肢之间为加强 整体性和稳定性、防止失稳倒塌，在水平向进行拉结和支撑是十分必要的。错缝搭砌连接时 虽然在交接墙肢之间起到拉结和支撑作用，但这种水平拉结是一种刚性拉结，拉结失效时 呈脆性，且错缝搭接砌筑导致交接墙肢间呈整截面工作、受弯承载力提高，因而若采用拉结 钢筋代替错缝搭砌的水平拉结作用，既可提高拉结整体稳定性和延性，又可避免整截面工 作带来的不利影响。总之，砌体结构抗震防灾中，传统一成不变的模式及作法亟待革新改 变。
发明内容
本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢及其建造方法，目的在于解决传统砌体结 构中的交接砌体墙肢在地震作用下受弯承载力过大而导致脆性剪切型破坏的关键问题和 难题，从而公开一种砌体承重墙肢在交接处设置竖向分隔及水平拉结而形成的无剪型连接 的交接砌体承重墙肢及其建造方法，本发明所述的交接砌体承重墙肢，是指与其它砌体承 重墙肢正交或斜交于一点的砌体承重墙肢，或者与其它砌体承重墙肢正交或斜交于两个点 及以上的砌体承重墙肢，显然，无翼缘或无其它交接墙肢的水平截面为一字形的独立砌体 承重墙肢、以及共线对接连接的两个一字形截面砌体承重墙肢等，不属于本发明所述的交 接砌体承重墙肢的范畴。本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢，其特征在于在楼层高度范围内的交接 砌体承重墙肢1及其所交接的其它砌体承重墙肢上设置水平集中拉结构件，所设置的水平 集中拉结构件位于楼层底部标高处和顶部标高处；在交接砌体承重墙肢1所交接的其它砌 体承重墙肢与交接砌体承重墙肢1之间，在楼层底部标高处的水平集中拉结构件到楼层顶 部标高处的水平集中拉结构件的高度范围内由下而上沿高度仅设置无剪连接缝2或者沿 高度同时设置高度不大于0. 3倍层高的搭砌拉结域4和无剪连接缝2，沿无剪连接缝2或者 沿搭砌拉结域4和无剪连接缝2的高度每隔0. 2m 0. 8m设置水平分布拉结钢筋5，水平 分布拉结钢筋5贯通搭砌拉结域4和无剪连接缝2，形成无剪型连接的交接砌体承重墙肢； 水平集中拉结构件为拉结圈梁6或者为拉结圈梁6与拉结楼板3两者的组合，搭砌拉结域 4是指在交接砌体承重墙肢1的交接处采用错缝搭接砌筑的区域，无剪连接缝2的缝宽为 8mm 100mm，交接砌体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0 0. 4 倍层高，无剪连接缝2内填充柔性材料或填充强度等级为M5以下的砂浆。上述的无剪型连接的交接砌体承重墙肢的建造方法，其特征在于具体步骤为
I、施工砌筑楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢1时，先在楼层底部标高处施工 制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6或者为拉结圈梁6与拉结楼板3 两者的组合；II、开始进行交接砌体承重墙肢1的砌筑施工，当仅设置无剪连接缝2时，在砌筑 交接砌体承重墙肢1的同时，在交接砌体承重墙肢1所交接的其它砌体承重墙肢与交接砌 体承重墙肢1之间由下而上沿高度留置无剪连接缝2，砌筑无剪连接缝2处的块体时沿高 度留出连续的竖向齐缝，不作错缝搭砌，并在无剪连接缝2两侧的墙肢水平灰缝中沿高度 每隔0. 2m 0. 8m安放水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯通无剪连接缝2，交 接砌体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0 0. 4倍层高，无剪连 接缝2的缝宽为8mm 100mm，无剪连接缝2内用柔性材料或强度等级为M5以下的砂浆填 充；当同时设置高度不大于0. 3倍层高的搭砌拉结域4和无剪连接缝2时，在交接砌体承重 墙肢1所交接的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢1之间由下而上先沿高度砌筑搭砌 拉结域4，后沿高度留置无剪连接缝2，砌筑搭砌拉结域4时，在交接砌体承重墙肢1的交接 处采用错缝搭接砌筑并沿高度每隔0. 2m 0. 8m设置水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结 钢筋5贯通搭砌拉结域4 ；III、最后，当交接砌体承重墙肢1砌筑到楼层顶部标高处时，在交接砌体承重墙 肢1的楼层顶部标高处施工制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6或者 为拉结圈梁6与拉结楼板3两者的组合。本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢及其建造方法的优点在于第一、通过在砌体墙肢交接处采用设置竖向通缝及拉结钢筋的无剪型连接，避免 各砌体墙肢的整截面工作，减小砌体墙肢的受弯承载力及其富余度，并保证拉结整体稳定 性，为控制墙肢的强剪弱弯提供条件。在交接处采取无剪型连接后，在水平地震作用下，对 任一个墙肢而言，可避免其它交接墙肢与该墙肢的整截面一致受弯变形，避免该墙肢成为 小偏压墙肢及其受压区先行弯曲压碎，减小该墙肢的抗震受弯承载力，为实现非剪切破坏 形态、成为强剪弱弯型砌体墙提供有利条件，以有效提高砌体墙的抗震抗倒能力和易修性。第二、交接砌体墙肢不对称布置时，通过采用无剪型连接使各墙肢独立受弯变形， 从而使各墙肢的形心主轴成为截面的对称轴，实现墙肢的对称规则性，避免砌体墙在正、反 方向地震作用下的破坏形态发生改变，降低剪切破坏形态的控制难度。第三、为了不丧失交接墙肢相互搭砌时所提供的水平侧向拉结和支撑功能，在墙 肢交接处采取无剪型连接时，通过利用拉结钢筋提供墙肢间的水平侧向拉结、利用无剪型 连接缝或无剪型分隔洞中的填充墙提供水平侧向支撑，保证各墙肢的整体稳定性。因而，若 根据强剪弱弯设计要求不需要增加墙肢的受弯承载力时，则在墙肢交接处消除相互搭砌， 并设置拉结钢筋形成无剪型连接。总而言之，本发明所公开的无剪型连接的交接砌体承重墙肢，将正交或斜交的砌 体墙肢，由传统错缝搭砌而成的整截面墙，变为沿竖向设置通缝而不传递剪应力、且沿水平 向拉结的无剪连接型砌体墙。无剪连接型砌体墙在强震作用下，一方面能够避免各砌体墙 肢的整截面一致弯曲，避免其中某墙肢成为小偏压墙体、受压区先行弯曲压碎，减小墙体的 抗震受弯承载力，而且当交接砌体墙肢不对称布置时还可避免正反方向的受弯承载力及破 坏形态出现过大差异，易于实现砌体墙的强剪弱弯控制；另一方面，又可保证交接墙肢之间的拉结支撑和整体稳定性，实现砌体结构房屋的高效抗震抗倒要求。
图1是无剪型连接的交接砌体承重墙肢的示意图，图2是无剪型连接的 交接砌体承重墙肢的构造图，图3是无剪型连接的交接砌体承重墙肢的I-I剖面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行描述。
具体实施方式
1 本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢，在楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢 1及其所交接的其它砌体承重墙肢上设置水平集中拉结构件，所设置的水平集中拉结构件 位于楼层底部标高处和顶部标高处；在交接砌体承重墙肢1所交接的其它砌体承重墙肢与 交接砌体承重墙肢1之间，在楼层底部标高处的水平集中拉结构件到楼层顶部标高处的水 平集中拉结构件的高度范围内由下而上沿高度同时设置高度为0. 3倍层高的搭砌拉结域4 和无剪连接缝2，沿搭砌拉结域4和无剪连接缝2的高度每隔0. 8m设置水平分布拉结钢筋 5，水平分布拉结钢筋5贯通搭砌拉结域4和无剪连接缝2，形成无剪型连接的交接砌体承重 墙肢；水平集中拉结构件为拉结圈梁6与拉结楼板3两者的组合，搭砌拉结域4是指在交接 砌体承重墙肢1的交接处采用错缝搭接砌筑的区域，无剪连接缝2的缝宽为100mm，交接砌 体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0. 4倍层高，无剪连接缝2内 填充柔性材料。本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢的建造方法，具体步骤为I、施工砌筑楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢1时，先在楼层底部标高处施工 制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6与拉结楼板3两者的组合；II、开始进行交接砌体承重墙肢1的砌筑施工，同时在交接砌体承重墙肢1所交 接的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢1之间由下而上先沿高度砌筑搭砌拉结域4， 后沿高度留置无剪连接缝2，砌筑搭砌拉结域4时，在交接砌体承重墙肢1的交接处采用错 缝搭接砌筑并沿高度每隔0. 8m设置水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯通搭砌 拉结域4，搭砌拉结域4的砌筑高度等于0. 3倍层高，砌筑无剪连接缝2处的块体时沿高度 留出连续的竖向齐缝，不作错缝搭砌，并在无剪连接缝2两侧的墙肢水平灰缝中沿高度每 隔0. 8m安放水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯通无剪连接缝2，交接砌体承重 墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0. 4倍层高，无剪连接缝2的缝宽为 100mm，无剪连接缝2内用柔性材料填充；III、最后，当交接砌体承重墙肢1砌筑到楼层顶部标高处时，在交接砌体承重墙 肢1的楼层顶部标高处施工制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6与拉 结楼板3两者的组合。
具体实施方式
2 本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢，在楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢 1及其所交接的其它砌体承重墙肢上设置水平集中拉结构件，所设置的水平集中拉结构件 位于楼层底部标高处和顶部标高处；在交接砌体承重墙肢1所交接的其它砌体承重墙肢与 交接砌体承重墙肢1之间，在楼层底部标高处的水平集中拉结构件到楼层顶部标高处的水 平集中拉结构件的高度范围内由下而上沿高度同时设置高度为0. 15倍层高的搭砌拉结域 4和无剪连接缝2，沿搭砌拉结域4和无剪连接缝2的高度每隔0. 5m设置水平分布拉结钢 筋5，水平分布拉结钢筋5贯通搭砌拉结域4和无剪连接缝2，形成无剪型连接的交接砌体
6承重墙肢；水平集中拉结构件为拉结圈梁6与拉结楼板3两者的组合，搭砌拉结域4是指在 交接砌体承重墙肢1的交接处采用错缝搭接砌筑的区域，无剪连接缝2的缝宽为50mm，交 接砌体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0. 2倍层高，无剪连接缝 2内填充强度等级为M5的砂浆。本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢的建造方法，具体步骤为II、开始进行交接砌体承重墙肢1的砌筑施工，同时在交接砌体承重墙肢1所交接 的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢1之间由下而上先沿高度砌筑搭砌拉结域4，后 沿高度留置无剪连接缝2，砌筑搭砌拉结域4时，在交接砌体承重墙肢1的交接处采用错缝 搭接砌筑并沿高度每隔0. 5m设置水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯通搭砌拉 结域4，搭砌拉结域4的砌筑高度等于0. 15倍层高，砌筑无剪连接缝2处的块体时沿高度 留出连续的竖向齐缝，不作错缝搭砌，并在无剪连接缝2两侧的墙肢水平灰缝中沿高度每 隔0. 5m安放水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯通无剪连接缝2，交接砌体承重 墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0. 2倍层高，无剪连接缝2的缝宽为 50mm，无剪连接缝2内用强度等级为M5的砂浆填充；其它同实施方式1。
具体实施方式
3 本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢，在楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢 1及其所交接的其它砌体承重墙肢上设置水平集中拉结构件，所设置的水平集中拉结构件 位于楼层底部标高处和顶部标高处；在交接砌体承重墙肢1所交接的其它砌体承重墙肢与 交接砌体承重墙肢1之间，在楼层底部标高处的水平集中拉结构件到楼层顶部标高处的水 平集中拉结构件的高度范围内由下而上沿高度设置无剪连接缝2，沿无剪连接缝2的高度 每隔0. 2m设置水平分布拉结钢筋5，水平分布拉结钢筋5贯通搭砌拉结域4和无剪连接缝 2，形成无剪型连接的交接砌体承重墙肢；水平集中拉结构件为拉结圈梁6，无剪连接缝2的 缝宽为8mm，交接砌体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0，无剪连 接缝2内填充强度等级为M2. 5的砂浆。本发明无剪型连接的交接砌体承重墙肢的建造方法，具体步骤为I、施工砌筑楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢1时，先在楼层底部标高处施工 制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6 ；II、开始进行交接砌体承重墙肢1的砌筑施工，同时在交接砌体承重墙肢1所交接 的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢1之间由下而上沿高度留置无剪连接缝2，砌筑 无剪连接缝2处的块体时沿高度留出连续的竖向齐缝，不作错缝搭砌，并在无剪连接缝2两 侧的墙肢水平灰缝中沿高度每隔0. 2m安放水平分布拉结钢筋5，该水平分布拉结钢筋5贯 通无剪连接缝2，交接砌体承重墙肢1的交接处至无剪连接缝2的边缘的水平距离为0，无 剪连接缝2的缝宽为8mm，无剪连接缝2内用强度等级为M2. 5的砂浆填充；III、最后，当交接砌体承重墙肢1砌筑到楼层顶部标高处时，在交接砌体承重墙 肢1的楼层顶部标高处施工制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁6。
权利要求
无剪型连接的交接砌体承重墙肢，其特征在于在楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢(1)及其所交接的其它砌体承重墙肢上设置水平集中拉结构件，所设置的水平集中拉结构件位于楼层底部标高处和顶部标高处；在交接砌体承重墙肢(1)所交接的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢(1)之间，在楼层底部标高处的水平集中拉结构件到楼层顶部标高处的水平集中拉结构件的高度范围内由下而上沿高度仅设置无剪连接缝(2)或者沿高度同时设置高度不大于0.3倍层高的搭砌拉结域(4)和无剪连接缝(2)，沿无剪连接缝(2)或者沿搭砌拉结域(4)和无剪连接缝(2)的高度每隔0.2m～0.8m设置水平分布拉结钢筋(5)，水平分布拉结钢筋(5)贯通搭砌拉结域(4)和无剪连接缝(2)，形成无剪型连接的交接砌体承重墙肢；水平集中拉结构件为拉结圈梁(6)或者为拉结圈梁(6)与拉结楼板(3)两者的组合，搭砌拉结域(4)是指在交接砌体承重墙肢(1)的交接处采用错缝搭接砌筑的区域，无剪连接缝(2)的缝宽为8mm～100mm，交接砌体承重墙肢(1)的交接处至无剪连接缝(2)的边缘的水平距离为0～0.4倍层高，无剪连接缝(2)内填充柔性材料或填充强度等级为M5以下的砂浆。
2.权利要求1所述的无剪型连接的交接砌体承重墙肢的建造方法，其特征在于具体步 骤为I、施工砌筑楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢(1)时，先在楼层底部标高处施工制 作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁(6)或者为拉结圈梁(6)与拉结楼板 ⑶两者的组合；II、开始进行交接砌体承重墙肢(1)的砌筑施工，当仅设置无剪连接缝(2)时，在砌筑 交接砌体承重墙肢(1)的同时，在交接砌体承重墙肢(1)所交接的其它砌体承重墙肢与交 接砌体承重墙肢(1)之间由下而上沿高度留置无剪连接缝(2)，砌筑无剪连接缝(2)处的块 体时沿高度留出连续的竖向齐缝，不作错缝搭砌，并在无剪连接缝(2)两侧的墙肢水平灰 缝中沿高度每隔0. 2m 0. 8m安放水平分布拉结钢筋(5)，该水平分布拉结钢筋(5)贯通无 剪连接缝(2)，交接砌体承重墙肢(1)的交接处至无剪连接缝(2)的边缘的水平距离为0 0.4倍层高，无剪连接缝(2)的缝宽为8mm 100mm，无剪连接缝(2)内用柔性材料或强度 等级为M5以下的砂浆填充；当同时设置高度不大于0. 3倍层高的搭砌拉结域(4)和无剪连 接缝(2)时，在交接砌体承重墙肢(1)所交接的其它砌体承重墙肢与交接砌体承重墙肢(1) 之间由下而上先沿高度砌筑搭砌拉结域(4)，后沿高度留置无剪连接缝(2)，砌筑搭砌拉结 域(4)时，在交接砌体承重墙肢(1)的交接处采用错缝搭接砌筑并沿高度每隔0. 2m 0. 8m 设置水平分布拉结钢筋(5)，该水平分布拉结钢筋(5)贯通搭砌拉结域(4)；III、最后，当交接砌体承重墙肢(1)砌筑到楼层顶部标高处时，在交接砌体承重墙肢 (1)的楼层顶部标高处施工制作水平集中拉结构件，水平集中拉结构件为拉结圈梁(6)或 者为拉结圈梁(6)与拉结楼板(3)两者的组合。
全文摘要
一种无剪型连接的交接砌体承重墙肢及其建造方法，属于土木建筑工程抗震防灾减灾领域，尤其属于砌体房屋在高烈度地震区或强震下的抗震防灾领域，其特征是楼层高度范围内的交接砌体承重墙肢在交接处沿高度设置无剪连接缝，并沿高度设置水平分布拉结钢筋，在楼层底部和顶部标高处设置水平集中拉结构件或搭砌拉结域，形成无剪型连接的交接砌体承重墙肢。这种交接砌体墙肢避免或削弱了墙肢在地震下的剪应力传递和整截面受弯工作，为控制强剪弱弯及剪切破坏提供了条件，并保证了拉结整体稳定性，具有良好的抗震抗倒性能，用于土木工程抗震防灾，尤其适用于高烈度区的砌体工程设施建设及强震后恢复重建。
文档编号E04G21/00GK101936083SQ201010271178
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者常建兰, 张文芳, 牛力军, 王士坤, 郭昭胜, 郭炜, 魏剑伟 申请人:太原理工大学