一种混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法和拼接混凝土剪力墙

技术领域

本发明涉及预制装配式混凝土结构技术领域，尤其涉及一种混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法和拼接混凝土剪力墙。

背景技术

装配式混凝土结构是实现建筑产业化发展模式的一种重要结构形式，国内外在装配式混凝土结构的单面叠合板式剪力抗震方面均做了大量研究。

在预制装配式混凝土结构中，暗柱、现浇混凝土将墙板拼接成一个整体，起到荷载传递和抗震耗能的作用。叠合板式混凝土剪力墙目前存在生产所用模具与设计墙板的规格不统一问题，造成生产成本大幅提高。针对以上问题，当前出于安全考虑，采取的方法为在墙体中间设置竖向拼缝增加暗柱来分解墙体，暗柱配筋方式也采用构造配筋的方式，但局限性较大。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法。

本发明提出的一种混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，所述暗柱包括竖直布置的纵筋和围绕纵筋布置的箍筋的框架和填充在框架间隙的混凝土，所述配置方法包括下列步骤：

纵筋配置：根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱应力值计算配置纵筋；

箍筋配置：根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱设置位置计算暗柱的剪切力，并根据暗柱剪切力配置箍筋。

优选地，在纵筋配置中，所述暗柱两侧应力值分别为σ

其中，M

优选地，在纵筋配置中：

当σ

其中，As为单根纵筋截面积，h为暗柱截面长度，n为暗柱纵筋个数，δ

优选地，当σ

优选地，当σ

其中，As为单根纵筋截面积，n为暗柱受拉区纵筋个数，δ

优选地，当σ

优选地，在箍筋配置中：

其中，b为暗柱截面宽，h为暗柱截面高，h

优选地，在箍筋配置中：

其中，V为受力墙体所受水平力，S

本发明中，所提出的混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱应力值计算配置纵筋；根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱剪切力配置箍筋。通过上述优化设计的混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，基于墙体的受拉应力和剪切应力定量计算暗柱受力，进而为暗柱的纵筋和箍筋提供定量配置依据，从而能够根据不同墙体拼接位置设置相应适配的暗柱，保证剪力墙的墙体承重效果。

本发明还提出一种拼接混凝土剪力墙，包括多个剪力墙模块，相邻两个剪力墙模块连接处设有根据上述的混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法配置的暗柱。

本发明中，所提出的拼接混凝土剪力墙，采用上述配置方法配置暗柱，在保证剪力墙受力性能的前提下，结合现有模具对墙体模块灵活分割，通过竖向拼缝位置改变，实现墙体模块标准化模块化生产，大大降低生产成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种混凝土剪力墙的结构示意图。

图2为本发明提出的一种混凝土剪力墙的暗柱的结构示意图。

图3为单暗柱纵筋的受力应力叠加图。

图4为双暗柱纵筋的受力应力叠加图。

图5为单暗柱箍筋的剪应力图。

图6为双暗柱箍筋的剪应力图。

具体实施方式

如图1至6所示，图1为本发明提出的一种混凝土剪力墙的结构示意图，图2为本发明提出的一种混凝土剪力墙的暗柱的结构示意图，图3为单暗柱纵筋的受力应力叠加图，图4为双暗柱纵筋的受力应力叠加图，图5为单暗柱箍筋的剪应力图，图6为双暗柱箍筋的剪应力图。

参照图1和2，暗柱包括竖直布置的纵筋和围绕纵筋布置的箍筋的框架和填充在框架间隙的混凝土。

本发明提出一种拼接混凝土剪力墙，基于现有剪力墙模块拼接而成。具体地，所述剪力墙包括多个墙体模块1和多个暗柱2，多个所述墙体模块1依次设置，相邻两个所述墙体模块1端部共同形成用于容纳暗柱2的容纳空间，暗柱2分别与两侧墙体模块1固定连接。

为了保证拼接后的墙体承重能力，增加其整体性，在剪力墙模块拼接位置设有暗柱。根据现有剪力墙模块情况，通过下列方法配置暗柱。

由于剪力墙的保温层和外叶板不参与受力,只需计算内叶板和后浇混凝土层形成的剪力墙进行受力计算。此时，因此为了便于计算，预设墙体受到的是竖直均布力和水平力，d为受力墙体(内叶板和现浇砼部分)厚度；L为水平力距离基座梁的高度；H为受力墙体水平方向长度；b为暗柱截面宽；h为暗柱截面高。

本实施例还提出的一种混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，所述配置方法包括下列步骤：

纵筋配置：根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱应力值计算配置纵筋；

在纵筋配置过程中，在钢筋混凝土剪力墙计算中，无需考虑纵筋竖向承压的有利作用，因此仅需考虑墙体受拉侧暗柱的纵筋计算，而受压侧可按构造配筋，对暗柱受拉部分进行应力积分,可得暗柱纵筋所受拉力。由于暗柱位于墙体内部，因此只需考虑其弹性阶段受力模型进行计算即可。

参照图3，具体计算过程如下，以任意一暗柱配筋计算为例,由于整个剪力墙受到水平力和竖向均布荷载作用,可以得出墙体计算截面处应力分布图，受拉为正、受压为负。所述暗柱两侧应力值分别为σ

其中，M

参照图3的左中右图，下面根据暗柱不同位置，分别计算纵筋情况。

当σ

根据等式(1-3)，推导得到：

求得：纵向钢筋面积

式中：n为暗柱受拉区纵筋个数；δ

根据暗柱纵筋构建习惯，通常采用四根或六根纵筋，因此，只需根据单根纵筋面积As，选择相应尺寸的纵筋即可。

当σ

当σ

求得：

进而得到：受拉区纵向钢筋

考虑对称配筋,取受压区纵向钢筋A′

当墙体由三块以上模块拼接而成时，需分别根据每个暗柱的位置和受力，分别配置纵筋。以任意两暗柱纵筋计算为例，由于整个剪力墙受到水平力和竖向均布荷载作用,可以得出墙体计算截面处应力分布图,受拉为正、受压为负。

其中,σ

其中：M

如图4，计算两个暗柱纵筋时，可将左图中两个暗柱拆分成第一暗柱(中图)和第二暗柱(右图)，分别单独进行计算。

取中图计算第一暗柱，由于σ

求得：第一暗柱单根纵向钢筋面积

取右图计算第二暗柱，由于σ

/>

求得：受拉区单根纵向钢筋面积

考虑对称配筋,取受压区单根纵向钢筋A′

即得出左图两个暗柱的纵筋配筋情况。

箍筋配置：根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱设置位置计算暗柱的剪切力，并根据暗柱剪切力配置箍筋。

在箍筋配置过程中，剪力墙剪切应力图,暗柱部分的剪力V′由剪切应力在暗柱区域内积分而

得：

为了便于计算，暗柱处剪应力取暗柱区域内最大值τ

取V'＝τ

其中

另为安全起见,不考虑混凝土抗剪作用,

取

可得：

其中，S

由于剪力墙剪力主要由墙体水平筋承担,暗柱箍筋在满足规范构造要求的同时,暗柱箍筋也可选用与剪力墙水平筋同规格,不需要进行计算。

同样，当墙体中设有多个暗柱时，需要根据位置和受力分别配置每个暗柱的箍筋。如图6，计算两个暗柱箍筋配筋时，可将左图中两个暗柱拆分成中图的第一暗柱和右图的第二暗柱，分别单独进行计算。

取中图计算第一暗柱箍筋，第一暗柱部分所受剪力为V′：

V'＝τ

其中

另为安全起见,不考虑混凝土抗剪作用,

取

可得：

取右图计算第二暗柱箍筋，第二暗柱部分所受剪力为V′：

V'＝τ

其中

另为安全起见,不考虑混凝土抗剪作用,

取

可得：

综上可得双暗柱的箍筋配筋情况。

在本实施例中，所提出的混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱应力值计算配置纵筋；根据混凝土剪力墙内力分析和暗柱位置计算暗柱应力值，并根据所述暗柱剪切力配置箍筋。通过上述优化设计的混凝土剪力墙拼接暗柱配置方法，基于墙体的受拉应力和剪切应力定量计算暗柱受力，进而为暗柱的纵筋和箍筋提供定量配置依据，从而能够根据不同墙体拼接位置设置相应适配的暗柱，保证剪力墙的墙体承重效果。

本发明中，所提出的拼接混凝土剪力墙，采用上述配置方法配置暗柱，在保证剪力墙受力性能的前提下，结合现有模具对墙体模块灵活分割，通过竖向拼缝位置改变，实现墙体模块标准化模块化生产，大大降低生产成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。