一种填充墙与框架结构的柔性连接方法与流程

本发明属于建筑技术领域，尤其是涉及一种填充墙与框架结构的柔性连接方法。

背景技术：

框架结构具有平面布置灵活、室内空间大等优点，框架结构一般砌筑填充墙进行空间分割和外部围护，常见的墙体材料有：标准型砌块砖、轻质型空心砖、蒸压粉煤灰砌块、加气混凝土砌块等。

填充墙和框架梁、柱之间的连接可以采用刚性连接和柔性连接两种方式，如民用框架结构住宅的填充墙与框架就是刚性连接，通过砖墙斜砌顶紧的砌筑方式、或设置拉结筋后用砂浆嵌实并在墙中设置构造柱的做法，加强填充墙与框架之间的联系，这种连接方式有利于填充墙整体的稳固，有利于隔音、保温和隔热。在地震作用下，填充墙具有一定的抗震能力。

与框架柔性连接的填充墙主要用于主体结构抗侧力刚度比较小的工业厂房等结构体系中，如门式刚架结构。此类结构在风荷载或地震作用下的变形比较大，而填充墙的抗变形能力很差，采用柔性连接的设计意图是在风荷载作用下，将主体结构的梁柱对填充墙的外力作用降至最小，同时柔性连接能保证在地震作用时，填充墙不致倒塌伤人。柔性连接填充墙的结构布置方式有两种：内嵌式和贴砌式。内嵌式是填充墙分块砌筑在框架同一平面内，填充墙四周与框架通过细钢筋连接，并填充弹性材料以满足建筑功能要求。贴砌式填充墙是砌筑在框架边上，与框架不在一个平面内，本身为整块墙体，能满足建筑功能要求，与框架之间通过特定构造的连接件连接。

贴砌式填充墙与框架之间的连接措施需要保证在风荷载作用下，框架的变形不产生对墙体过大作用而引起墙体的破坏，但是其强度又要满足在地震作用时能拉住填充墙，防止填充墙倒塌破坏。在现行建筑设计规范中均规定了这个柔性连接原则，并在相关图集中给出了一些柔性连接的实施措施，但在实际建筑使用过程中，由于风荷载的作用，出现了较多填充墙严重破坏的案例，工程维修费用很高，说明有关填充墙柔性连接的措施存在设计上的不足。

中国专利cn108222283a公开了一种填充墙与主体框架的柔性连接结构，包括预埋在框架柱或框架梁中的连接件ⅰ以及与连接件ⅰ相连的连接件ⅱ；所述连接件ⅰ由立板和锚筋组成；所述立板的一面均匀布置有锚筋，另一面与连接件ⅱ连接；所述连接件ⅱ上开有穿筋用的穿筋孔。但是该专利采用的连接机构为锚筋。采用锚筋连接的形式是一种正常使用状态下完全脱开的连接方式，并非柔性连接方式，但在地震作用下填充墙的惯性力会对连接锚筋产生冲击力，可能会引起墙体突发脆性破坏。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种填充墙与框架结构的柔性连接方法，可以保证在风荷载作用下，框架对墙体的作用力很小；在地震作用下，墙体与框架协同工作而不至于倒塌伤人，是一种传力明确、构造简单、安全可靠且施工方便的连接形式。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种填充墙与框架结构的柔性连接方法，采用阻尼器连接填充墙和框架结构，所述阻尼器的两端的关节轴承通过销轴分别连接在两个铰支座上，其中一个铰支座固定在框架结构的梁柱上，另一个铰支座连接在填充墙上。

所述阻尼器设有数个，呈水平和/或竖直均布在填充墙和框架结构之间。

作为优选的技术方案，所述阻尼器为粘滞流体阻尼器。

更加优选的，所述阻尼器为速度型粘滞流体阻尼器，这是一种与速度相关的阻尼器，根据流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理制成，由缸套筒、阻尼介质、活塞杆和关节轴承等部分组成。

所述铰支座，对于钢结构框架，通过焊接或螺栓与框架梁和柱连接；对于钢筋混凝土框架，通过锚固螺栓与框架梁和柱连接。

所述铰支座通过螺栓锚固在填充墙上。

所述框架结构为钢框架结构或混凝土框架结构。

所述填充墙包括传统砌体填充墙、新型轻质砌体填充墙或预制混凝土块填充墙。

采用的粘滞阻尼器为一种速度型阻尼器，当主体结构与填充墙之间的相对速度大时，阻尼器的出力大；当主体结构与填充墙之间的相对速度小时，阻尼器的出力小；阻尼力大小与两端的相对位移大小没有关系，同时阻尼器在工作时由于阻尼作用能耗散能量。阻尼器的这种力学特性使其特别适合用于连接主体结构和填充墙：(1)在正常无风、无地震使用状态下，阻尼器不工作；(2)在风荷载作用下，主体结构与填充墙之间有较大相对位移、速度较小，此时阻尼器有较大运行行程，但阻尼力很小，不会对填充墙产生大的作用力；(3)在地震作用下，相对速度较大，阻尼器起到缓冲墙体地震惯性力的作用，此时阻尼器拉住填充墙，使其在地震过程中不至倒塌，同时阻尼器耗散部分地震能量。

与现有技术相比，本发明改进了现有的柔性连接技术，有广阔的市场推广应用前景。在正常使用状态下，填充墙满足建筑功能要求，起到空间分隔作用；在风荷载作用下，主体框架变形较大，但对填充墙的作用很小，不会引起填充墙开裂等破坏；在地震作用时，粘滞阻尼器协调框架与填充墙之间的相互作用，确保填充墙不发生倒塌破坏。

附图说明

图1为柔性连接的结构示意图；

图2为柔性连接的结构示意图。

图中，1-填充墙、2-粘滞阻尼器、301-铰支座、302-铰支座、4-销轴、5-固定螺栓、6-框架柱、7-框架梁。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

一种填充墙与框架结构的柔性连接方法，具体涉及到的机构包括填充墙1、粘滞阻尼器2、铰支座301、铰支座302、销轴4、固定螺栓5、框架柱6和框架梁7。粘滞阻尼器2两端的关节轴承通过销轴4分别连接在较支座301以及铰支座302上，铰支座301固定在框架柱6或框架梁7上，如图1或图2所示，另一个铰支座302通过锚栓5固定在填充墙1上。

使用的粘滞流体阻尼器2是一种与速度相关的阻尼器，根据流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理制成，一般由缸套筒、阻尼介质、活塞杆和关节轴承等部分组成。填充墙1可以是传统粘土砖砌体填充墙、新型轻质砌体填充墙、预制混凝土填充墙等多种。框架结构可以是钢框架结构、混凝土框架结构。

以下再进一步介绍具体使用案例。

一榀钢框架由两根框架柱和一根框架梁构成，框架柱高6米、框架梁总长10米，填充墙高约6米、宽约10米，填充墙按常规方式砌筑。按照图1和图2的连接方式，在每根框架柱和框架梁上各设置3～4个阻尼器。阻尼器力学参数通过设计计算选型，确保：(1)填充墙自承重能力满足设计要求；(2)风荷载作用下，墙体受到框架的作用很小，不致于开裂破坏；(3)地震作用下，阻尼器产生的阻尼力可以保证墙体与框架的协同工作，不至于出现墙体倒塌破坏。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本专利。基于本发明中的实施方式，熟悉本领域的普通技术人员显然可以容易地对这个实施例作出各种修改，而不经过任何创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员基于本发明的原理，在没有做出创造性劳动前提下所获得的其它实施方式，都属于本发明保护的范围。