一种自复位的钢框架-CLB填充墙及其制备方法与流程

本发明属于自复位结构领域，尤其涉及一种自复位的钢框架-clb填充墙及其制备方法。

背景技术：

对于传统的钢框架结构，仅通过框架本身来抵抗地震作用或风荷载是远远不够的。为了减少钢框架的水平位移，增强结构刚度，钢框架与墙体可以结合形成框架-填充墙结构。框架-填充墙结构的滞回曲线饱满，耗能能力强，抗震性能得到提升。但是目前的框架-填充墙结构形式大多数是钢框架-混凝土填充墙，连接形式大多数是钢连接件配合螺栓连接。混凝土填充墙自重大，与既有的框架相连，容易增大结构的地震作用，且这种框架-填充墙结构大多数是从连接件开始破坏，震后的残余变形较大，无法恢复。

针对结构震后可恢复的问题，研究人员们提出了一种自复位结构。自复位结构是指放松结构之间的约束，地震作用后通过预应力使结构回到原有位置。对于自复位结构的研究有很多，集中于自复位框架、自复位剪力墙等。目前已有的自复位结构形式大多数为钢筋混凝土结构，自重大，预制后吊装困难；而且钢筋、混凝土是不可再生资源，不满足可持续发展的要求。

技术实现要素：

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够自复位的钢框架-clb填充墙；

本发明的第二目的是提供该填充墙的制备方法。

技术方案：本发明自复位的钢框架-clb填充墙，包括：基础钢梁、设于基础钢梁上的若干层钢框架及设于若干层钢框架内的交错层积竹墙板；所述交错层积竹墙板包括若干层依次沿前后方向交错叠加的a层板及b层板，其中，a层板包括若干依次沿上下方向相拼接的横向纹路竹板材，b层板包括若干依次沿左右方向相拼接的纵向纹路竹板材，所述交错层积竹墙板内还设有替换b层板上若干竹板材的无粘结预应力筋孔道，孔道内设有无粘结预应力筋，该无粘结预应力筋的一端与钢框架固定连接，另一端与基础钢梁固定连接。

优选的，本发明采用的无粘结预应力筋可为预应力钢绞线、预应力螺纹钢筋或预应力frp筋。

进一步说，本发明的钢框架包括设于基础钢梁上的框架柱及设于框架柱上端的框架梁，所述无粘结预应力筋的一端与框架梁相固定。优选的，框架梁为工字型截面框架梁，其包括腹板及设有腹板上的翼缘，所述无粘结预应力筋的一端与翼缘相固定。

本发明制备上述钢框架-clb填充墙的方法，包括如下步骤：

(1)制备交错层积竹墙板：根据交错层积竹墙板内无粘结预应力筋的设置位置，制备若干a层板及b层板，并在对应b层板上不胶合竹板材，预留无粘结预应力筋的孔道，随后将若干a层板和b层板依次交错胶合热压，制得交错层积竹墙板；

(2)在基础钢梁上设有钢框架，并将交错层积竹墙板嵌入该钢框架内，最后分别将无粘结预应力筋固定连接在钢框架及基础钢梁上，制得自复位的钢框架-clb填充墙。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该填充墙通过将交错层积竹墙板与钢框架相结合，能够使得若干层钢框架各层的层间位移趋于均匀，减小钢框架的水平位移，且能构成抗震多道防线。其次，本发明采用交错层积竹墙板作为填充体，竹墙板质量轻有效减小了地震力，且竹材是绿色材料，有利于可持续性发展。本发明采用无粘结预应力筋进行连接，使结构具有震后自复位功能，减小残余变形，提高结构的抗震性能，能够运用于新建建筑或建筑加固中，无须额外设置钢连接件，施工简便。

附图说明

图1为本发明单层填充墙的结构示意图；

图2为本发明双层填充墙的结构示意图；

图3为沿图1a-a方向的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。需要说明的是，本文描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”的表示，以立方体为例，其长度方向为左右方向，其宽度方向为前后方向，其高度方向为上下方向。

如图1及图2所示，本发明的自复位的钢框架-clb填充墙，包括基础钢梁1，设于该基础钢梁1上、并由框架柱及设于框架柱上端的框架梁组合而成的钢框架2，该钢框架2可依次上下叠加设置若干层，例如单层、双层或者多层，可根据实际需求而定，以及嵌入钢框架2内的交错层积竹墙板3(clb)，交错层积竹墙板3内设有若干无粘结预应力筋7，优选可为预应力钢绞线、预应力螺纹钢筋或预应力frp筋，该无粘结预应力筋7一端与框架梁固定连接，另一端与基础钢梁1固定连接。无粘结预应力筋7的设置位置可为交错层积竹墙板3中间部位，或者稍偏离中间部位，其设置的数量亦可根据实际要求而定，此处不做限定。

交错层积竹墙板3包括若干层依次沿前后方向交错叠加的a层板4及b层板5，该若干层优选为奇数层，最佳的是3～7层。其中，a层板4包括若干依次沿上下方向相拼接的横向纹路竹板材，b层板5包括若干依次沿左右方向相拼接的纵向纹路竹板材，无粘结预应力筋7的设置是替换b层板5上对应的若干竹板材，如图3所示。

框架梁优选可为工字型截面框架梁，其包括腹板及设有腹板上的翼缘。相应的，无粘结预应力筋7的一端与翼缘相固定，即其一端穿过翼缘进行锚固，而锚固的方式采用本领域常用的即可。

本发明制备上述钢框架-clb填充墙的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)制备交错层积竹墙板：根据交错层积竹墙板内无粘结预应力筋7的设置位置，制备若干a层板4及b层板5，并在对应b层板5上不胶合竹板材，预留无粘结预应力筋7的孔道6，随后将若干a层板4和b层板5依次交错胶合热压，制得交错层积竹墙板；

(2)在基础钢梁1上设有钢框架2，并将交错层积竹墙板3嵌入该钢框架2内，该交错层积竹墙板3的体积小于钢框架2的体积，因此可直接将其从钢框架2的正面嵌入，最后分别将无粘结预应力筋7固定连接在框架梁及基础钢梁1上，制得自复位的钢框架-clb填充墙。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种自复位的钢框架‑CLB填充墙及其制备方法，包括基础钢梁、设于基础钢梁上的若干层钢框架、设于若干层钢框架内的交错层积竹墙板及设于交错层积竹墙板上的无粘结预应力筋，该无粘结预应力筋的一端与钢框架固定连接，另一端与基础钢梁固定连接；制备时先根据交错层积竹墙板无粘结预应力筋的设置位置，制备交错层积竹墙板，再在基础钢梁上设有钢框架，并将交错层积竹墙板嵌入该钢框架内，最后分别将无粘结预应力筋固定连接在钢框架及基础钢梁上，制得自复位的钢框架‑CLB填充墙。本发明钢框架‑填充墙通过将交错层积竹墙板与钢框架相结合，能够使得钢框架各层的层间位移趋于均匀，减小钢框架的水平位移，且能构成抗震多道防线。

技术研发人员：吕清芳;丁一
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2019.04.24
技术公布日：2019.07.19