专利名称：具有弹塑性连接体系的防震外墙板的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种，具有弹塑性连接体系的防震外墙板，属于建筑工程技术领域。
本实用新型的外墙板又为幕墙，为支承在主体结构上的预制围护外墙板，属于非结构构件，外墙板与主休结构之间通过连接节点相连接。现有的一般连接节点如“地震区高层钢结构房屋设计规范(草案)”中所介绍的一些幕墙连接构造节点及现有一些已建的高层建筑中外墙板顶部与底部之间的连接节点，其基本点是外墙板伸出螺栓，在安装时插入连接在主体结构上角钢所留的螺栓孔中，再加垫板将螺母拧紧。虽然螺栓孔是椭圆形的，在克服了摩擦力后，能容纳外墙板与主体结构之间的相对位移；而在实际情况下，影响摩擦力的因素很复杂，很难计算与掌握，因而也无法考虑有利于防震的弹塑性机制。又如目前的新抗震规范GB11-89比原规范TJ11-78已有较大的改进，提高到了一个新的抗震水平，它对结构遭受到大、中、小不同烈度地震的影响时，有着不同的抗震要求，并明确了弹性与弹塑性两个不同的工作阶段，与主体结构的抗震设计相比，有防震连接节点，但没有区分大、中、小不同地震情况下的影响，仅仅留出了一定的移动余地，因而显得比较陈旧与不协调。并且当主体结构遭受风力或地震作用时，会产生位移，这种外墙板的顶部及底部与主体结构的连接节点不能适应不同方向位移。
本实用新型的目的是突破现有一般连接节点的不足之处而提供一种新型的弹塑连接体系，能与主体结构的新抗震要求相协调，具有更好防震性能而又简单易行的具有弹塑性连接体系的防震外墙板。
本实用新型的发明目的是通过以下方式实现的一种具有弹塑性连接体系的防震外墙板，其顶部和底部与主体结构有连接节点结构；连接节点结构是在整块外墙板的内立面的顶部10和底部10′的顶边和底边处对称的开有内凹进板面的内凹槽1、1′和2、2′；在内凹槽1、1′的槽底面上预埋有用以通过钢连接件7与主体结构上的预埋件相连的钢板3；在内凹槽2、2′的槽底面预埋有用以通过钢连接件8支撑在主体结构上的钢板4，钢板4与槽底面及槽端面具有容纳钢板4变形的空隙5，钢板4的外表面最大程度与外墙板的底边并齐，在内凹槽2、2′对应处的外墙板内立而的顶部也开有用于与主体结构连接的安装槽6、6′。
下列结合附图对本实用新型的结构及其技术内容作进一步的说明
图1为本实用新型中的外墙板安装后的内立面示意图；图2为
图1中的D处放大示意图；图3为图2的A-A剖面结构示意图(外墙板的一种安装示意图)；图4为图3的B-B剖面结构示意图(底部连接节点结构的一种示意图)；图5为图3的C-C剖面结构示意图(顶部连接节点结构的一种示意图)。
参见附
图1、2，本实用新型的具有弹塑性连接体系的防震外墙板，为具有一定厚度结构强度的预制板，其顶部10和底部10′与主体结构有连接节点结构。图中外墙板的顶部与底部均有两个连接节点。连接节点结构是在整块外墙板的内立面的顶部10和底部10′的顶边和底边处对称的开有内凹进板面的内凹槽1、1′和2、2′；在内凹槽1、1′的槽底面上预埋有用以通过钢连接件7与主体结构上的预埋件相连的钢板3；在内凹槽2、2′的槽底面预埋有用以通过钢连接件8支撑在主体结构(如钢板牛腿9等)上的钢板4，钢板4与槽底面及槽端面具有容纳钢板4变形的空隙5，钢板4的外表面最大程度与外墙板的底边并齐，在内凹槽2、2′对应处的外墙板内立面的顶部也开有用于容纳主体结构连接件的安装槽6、6′。
上述所说的预埋钢板3、4均用焊接钢筋锚固在外墙板内，其锚固长度及锚固用钢筋的数量、直径等均根据防震要求及设计规范而定。
上述的内凹槽1、1′和2、2′一般采用长方形槽，根据实际情况也可采用别的形状槽，槽的大小可根据外墙板在实际使用时的情况及防震设计要求而定。
参见图3、图5，所述的外墙板的顶部连接节点结构主要是通过钢连接件7连接钢板3和预埋在主体结构中的预埋件11；其钢连接件7为钢筋，钢筋垂直于外墙板连接于钢板3与主体结构连接的预埋件11之间，钢筋焊接在钢板3和预埋件11上，两焊点之间的钢筋具有一定的用以保证在不同地震时发生弹性和弹塑性应变的弹塑性长度。
参见图2、3、4，上述的钢板4包括有水平钢板和水平钢板上面连着并由其支承的垂直钢板，水平钢板下面焊接并支承在钢连接件8上。上述的钢连接件8为钢块，钢块焊在钢板4的水平钢板和主体结构的预埋件之间。上述的钢连接件8也可为螺栓，通过螺母和钢块等与主体结构上的预埋件相连。
本实用新型的弹塑性连接体系就每一块外墙板来说是由左右两个顶部连接节点与左右两个底部连接节点组成。参见图3、图5，顶部连接节点是通过一直钢筋分别与预埋钢板3和主体结构上的预埋件11焊接而成，钢筋7两端焊隙间保持有一定距离，钢筋7的位置保持与外墙板垂直，同时在外墙板顶部与楼板的缝隙间塞入氯丁橡胶垫块12。这样外墙板与楼板间可以在外墙板平面内作相对的水平与垂直移动而限制了平面外的移动。在作平而内移动时，钢筋的长度会有一定的拉伸，使之产生拉应力；当遭受中等地震时，可以根据主体结构的最大层间位移值来设计，控制钢筋内拉应力不超过屈服强度保持在弹性状态下。当遭受大地震时，允许钢筋受拉屈服，进入塑性状态。在安装时可在预埋件11上垫有一钢垫板13，用以保持钢筋与楼板面的空隙，其作用是保证钢筋上下移动，又可适应楼板面的施工偏差。参见图4，底部连接节点是由外墙板底部预埋钢板4与其下的钢连接件8及支承用的钢板牛腿9 所组成。钢板4包括有水平钢板和水平钢板上而连着并由其支承的垂直钢板(参见图2)，水平钢板下面焊接并支承在钢连接件8上，由于上面垂直钢板与下面钢连接件之间有一定的水平间距，而水平钢板的上而与侧而都留有适当空隙5，一方而可以让水平钢板通过弯曲变形作上下移动，如当外墙板一侧作向上移动，另一侧再作向下移动，就能使整块外墙板在水平面内作适当转动，以适应主体结构在平行于外墙板方向的层间位移；另一方面可以让水平钢板通过扭转及钢连接件的弯曲，使外墙板能向平面外转动以适应主体结构在垂直于外墙板方向的层间位移。当遭受多遇地震时控制水平钢板与钢连接件的应力均不超过屈服强度，保持在弹性状态，当遭受中等或大地震时，则允许超过屈服强度进入弹塑性状态。上述的钢连接件8也可以采用螺栓，通过螺母及有关垫块与主体结构中的预埋件等相连。根据上述结构的描述可知，当遭受不同烈度的地震时，所有顶部和底部的连接节点都能保持在弹性状态或弹塑性状态下工作；并且由于顶部两个连接节点和底部两个连接节点都连接在同一外墙板上，能相互影响相互协调，构成与主体结构抗震相协调的弹塑性连接体系。
本实用新型的外墙板由于其特殊结构及与主体结构相连接的特殊连接节点，因而具有以下的显著的优点与一般连接节点相比更有利于防震；有着较好的延性和较大的变形能力及更好的防震性能；加工制作和安装施工比较简便，能适应施工造成的较大偏差。
为了实现本实用新型技术方案，收到较好的效果，本实用新型按下列原则与方式进行设计和安装1、通过验算并采用措施，保证埋件的锚固与连接的焊缝有足够的强度，使钢连接件7，钢板4的水平钢板以及钢连接件8达到屈服时不发生脆性破坏；2、选择合适的钢筋的长度与直径，钢筋太长，直径太小时，钢筋容易弯曲不直拉结外墙板不紧，易导致外墙板的不稳定；钢筋太短，直径太大则在平面内移动时引起较大的钢筋受拉内力，因而不易满足过高的锚固和焊接强度；3、选择合适的钢板4中的水平钢板厚度与长度太厚太短，则弯曲和扭转刚度较大，不易适应地震时产生的相对位移，埋件的锚固与焊接强度也难以满足；太薄太长则弯曲与扭转刚度太小，平时就不易稳定支承外墙板；4、为了便于安装，螺栓下面除原有的螺母外，再在下面加焊有一较大的螺母或一中间带有洞的较大圆形钢板。
下面举例说明如何在实施本实用新型时选用钢连接件钢筋的长度和直径若主体结构在遭受中等地震时的最大层间位移为20毫米，先选用I级钢筋φ16，再选用钢板3及主体结构中的预埋件11的焊缝间距为400毫米，经过验算钢筋的拉应力略低于屈服强度，说明这个间距是合适的，再加上两端焊缝所需长度就可得出钢筋长度约600毫米。至于所选φ16钢筋对锚固与焊缝的要求能够满足，地震时的牵制作用也不算大，同时600毫米长的φ16钢筋也不易弯曲，说明所选钢筋长度和直径是合适。
权利要求1.一种具有弹塑性连接体系的防震外墙板，其顶部和底部与主体结构有连接节点结构，其特征在于连接节点结构为弹塑性连接节点，是在整块外墙板的内立面的顶部10和底部加10′的顶边和底边处对称的开有内凹进板面的内凹槽1、1′和2、2′；在内凹槽1、1′的槽底面上预埋有用以通过钢连接件7与主体结构上的预埋件相连的钢板3；在内凹槽2、2′的槽底面预埋有用以通过钢连接件8支撑在主体结构上的钢板4，钢板4与槽底面及槽端面具有容纳钢板4变形的空隙5。
2.根据权利要求1所述的具有弹塑性连接体系的防震外墙板，其特征在于在内凹槽2、2′对应处的外墙板内立面的顶部也开有用于与主体结构连接的安装槽6、6′。
3.根据权利要求1所述的具有弹塑性连接体系的防震外墙板，其特征在于上述的钢连接件7为钢筋，钢筋垂直于外墙板连接于钢板3与主体结构连接的预埋件11之间，钢筋7具有一定的弹塑性长度。
4.根据权利要求1所述的具有弹塑性连接体系的防震外墙板，其特征在于上述的钢板4包括有水平钢板和水平钢板上面连着并由其支承的垂直钢板，水平钢板下而焊接并支承在钢连接件8上。
专利摘要一种具有弹塑性连接体系的防震外墙板，它与主体结构有弹塑性连接节点结构，连接节点结构是在外墙板的内立面的顶边和底边处对称的开有内凹进板面的内凹槽；在内凹槽的槽底面上预埋有通过钢连接件与主体结构上相连的钢板；在内凹槽的槽底面预埋有通过钢连接件支撑在主体结构上的钢板，钢板槽底面及槽端面具有容纳钢板变形的空隙。本实用新型有利于防震；有着较好的延性和较大的变形能力及更好的防震性能；加工制作和安装施工比较简便，能适应施工造成的较大偏差。
文档编号E04B2/88GK2216550SQ9420297
公开日1996年1月3日 申请日期1994年2月5日 优先权日1994年2月5日
发明者邱圣瑜 申请人:邱圣瑜