一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙的制作方法【技术领域】[0001]本发明涉及结构工程抗震【技术领域】，特别是涉及一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙。[0002]钢筋混凝土剪力墙的抗剪和抗弯刚度大，水平承载能力强，广泛应用于建筑结构尤其是高层建筑结构，如框架一剪力墙结构、剪力墙结构和框架一筒体结构等，是这些结构的核心抗震构件；但钢筋混凝土剪力墙的延性较差，耗能能力水平低，容易发生剪切破坏和局部压溃，对结构体系的抗震性能有负面影响，若钢筋混凝土剪力墙组成的抗震防线失效，结构体系将很快失去抗震能力。[0003]为提高钢筋混凝土剪力墙的抗震性能，现有技术出现了一种构造竖分缝钢筋混凝土剪力墙，分缝内可进一步填充阻尼耗能材料。这种做法增强了剪力墙的变形和耗能能力，可避免剪力墙发生剪切破坏或局部压溃；不足之处是:设置构造竖分缝使剪力墙的抗弯刚度和水平承载能力均有较大幅度下降，而水平承载能力下降幅度、竖分缝内填充阻尼耗能材料的具体效果等不能简单确定，应用时需作针对性的试验和计算检验，也带来不便。[0004]此外，现有技术还出现了一种内置钢骨(板)钢筋混凝土剪力墙:其墙体内置竖分隔钢骨(板)并加上边框形成钢骨架，可进一步在钢板上冲孔。这种做法使剪力墙在加载后期分割成若干墙柱，较大幅度增强了剪力墙的变形和耗能能力，也可避免剪力墙剪切破坏或局部压溃，对剪力墙抗弯刚度的不利影响小。不足之处是:墙体形成竖分缝后，内置竖分隔钢骨(板)与墙体混凝土剥离基本退出工作，剥离(形成分缝墙柱)较突然且过程短，卸载动效应明显，钢骨(板)与混凝土剥离后剪力墙即进入破坏阶段变形，剪力墙的水平承载能力有一定下降，下降幅度同钢骨(板)与混凝土的粘结力有关，粘结力大则下降幅度小，粘结力小则接近构造竖分缝剪力墙的下降幅度；墙体混凝土与钢骨(板)的剥离面平整，两相邻墙柱在分缝处的错动摩擦耗能有限。[0005]本发明旨在对现有钢筋混凝土剪力墙提出改进，使钢筋混凝土剪力墙获得更好的抗震性能，并减少对其水平承载能力的负面影响，甚至有所提高。
[0006]本发明的目的是提供一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，显著提升钢筋混凝土剪力墙的抗震性能，且对其水平承载能力负面影响小，甚至有所提高。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，该剪力墙的墙体内布置有双层网片，且墙体的混凝土石子从两侧嵌入双层网片内部区域并形成对插，以使墙体滞回变形产生的斜裂缝向双层网片集中并在其内部区域沿竖向发展聚集，逐步自分割出变形单元，或进一步演化为分缝墙柱，而双层网片相应分割配置给两相邻的变形单元或分缝墙柱作为增强筋。
[0008]进一步的，所述双层网片分别沿其所在墙体的竖直方向布置。[0009]进一步的，所述双层网片的布置高度为其所在墙体的下暗梁顶至上暗梁底。
[0010]进一步的，所述剪力墙的墙体内沿横向间隔布置有所述双层网片。
[0011]进一步的，所述剪力墙的墙体内，每两相邻的双层网片的间距为其所在墙体厚度的1.5?2倍。
[0012]进一步的，所述双层网片包括两个单层网片，该两个单层网片相垫叠固定，且其内部为空间隔或含其它片体。
[0013]进一步的，所述双层网片的平面内投影孔径的下限值为7_，上限值为墙体混凝土石子平均粒径的一半。
[0014]进一步的，所述双层网片与墙体本身的钢筋混凝土浇筑为一体。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明采用在钢筋混凝土剪力墙的墙体内布置竖分隔双层网片，构造特殊的双层网片，使墙体混凝土石子在其内部区域有序和适度对插，从而使剪力墙滞回变形时，墙体竖分割出变形单元，或进一步演化为分缝墙柱，且整个过程是一个渐进的、适应于其所受外部作用的过程，对其抗弯刚度的负面影响小；此外，竖分割的变形单元或分缝墙柱两侧分别配置有单层网片(墙边单元外侧为暗柱)起增强作用。整个过程中，剪力墙的变形形式由弯曲型一弯剪型一剪切型转变，其变形和滞回耗能能力显著提升，其抗剪切破坏或局部压溃能力也显著提升。
[0017]特别地，构造双层网片使墙体混凝土石子从其两侧嵌入其内部区域，并有序和适度对插，使墙体在此区域由裂缝发展聚集形成的断裂面凹凸啮合，断裂面两侧墙体剪切错动时有较强的相互挤压和摩擦；墙体竖分割出变形单元或分缝墙柱后，双层网片也相应地分割配置给两相邻的变形单元或分缝墙柱作为增强筋，增加了剪力墙的延性和滞回耗能能力，减少了墙体竖分割变形单元，或进一步演化为分缝墙柱对所述剪力墙水平承载能力的负面影响，甚至有所提高。
[0018]相比现有技术，本发明的钢筋混凝土剪力墙的延性和滞回耗能能力更好，并减少了墙体分缝对剪力墙水平承载能力的不利影响，甚至有所提高。
[0019]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙不局限于实施例。



[0020]图1是实施例一本发明的横截面示意图；
[0021]图2是实施例一本发明的双层网片组成示意图；
[0022]图3是实施例一本发明出现裂缝后的侧视图；
[0023]图4是实施例二本发明的横截面示意图；
[0024]图5是实施例三本发明的横截面示意图；
[0025]图6是实施例四本发明的横截面示意图；
[0026]图7是实施例五本发明的横截面示意图；
[0027]图8是实施例六本发明的横截面示意图。
[0028]图9是实施例七本发明的横截面示意图。
[0029]实施例一
[0030]请参见图1 一图3所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，该剪力墙为T型截面，按水平力作用方向墙体可区分为腹板I和翼缘2，腹板I内部沿横向间隔分布有若干双层网片3，各个双层网片3分别包括两个单层网片31、32，该单层网片31、32相垫叠固定。剪力墙滞回变形时腹板I产生的斜裂缝向双层网片3集中，形成抗剪能力薄弱的裂缝带6，墙体的混凝土石子从两侧嵌入双层网片3内部区域并有序和适度对插，裂缝带6的墙体裂缝从石子表面延伸进入双层网片3内部区域，沿竖向发展聚集，腹板I逐步沿双层网片3内部区域竖分割出变形单元，双层网片3的两个单层网片31、32也相应地分割配置给两相邻的变形单元，伴随剪力墙滞回变形的持续和加剧，双层网片3内部区域的裂缝发展聚集成贯通断裂面(分缝)，竖分割的变形单元演化为分缝墙柱。这里，竖分割的变形单元是指其竖分割边界还未形成贯通断裂面，但裂缝已较多或已聚集出一些小断裂面，墙体在其竖分割边界及附近的抗剪刚度下降明显，并产生较大的切应变，其竖分割边界的两侧墙体产生剪切错动变形。
[0031]作为一种优选，所述各双层网片3分别沿其所在墙体(即腹板I)的竖直方向设置。
[0032]作为一种优选，所述各双层网片3的布置高度为其所在墙体(即腹板I)的下暗梁顶至上暗梁底，各双层网片3的上下端宜分别伸入暗梁IOOmm锚固，为方便施工，锚固范围内的双层网片3的横向网格可以剪断去除。
[0033]作为一种优选，所述剪力墙的墙体(即腹板I)内，每两相邻的双层网片3之间的间距为其所在墙体厚度(这里，墙体厚度用hf表示，下同)的1.5?2.0倍。作为一种优选实施例，取两相邻双层网片3的间距为其所在墙体厚度的1.5倍，即，两相邻双层网片3的间隔为1.5hf。
[0034]两相邻双层网片的间距宜适中，由材料力学知:弹性变形剪力墙的墙体(即腹板I)的竖方向截面切应力在其横截面形心中性轴处最大，故墙体(腹板I)竖分割变形单元总是从布置在剪力墙截面形心附近的双层网片开始，之后由内到外依序出现。若上述间距太小，则竖分割出的变形单元的损伤已较大，容易提早破坏。若上述间距太大，则耗能单元相应少，所述剪力墙也可能因变形形式改变不充分，仍在墙体(即腹板I)底端角部压溃，或分缝墙柱底端角部压溃；竖分割的变形单元或分缝墙柱的剪跨比不能太大，以避免其发生剪切破坏。根据结构层高和剪力墙厚度的常用取值，本发明视具体情况取所述双层网片在墙体(即腹板I)内的分布间距为墙体厚度的1.5?2.0倍。
[0035]作为一种优选，所述双层网片3的内部为空间隔或含其它片体。作为一种优选实施例，两个单层网片31、32之间的间隔为Omm?0.3 X墙体混凝土石子平均粒径，使从两侧单层网片31、32嵌入双层网片3内部区域的墙体混凝土石子适度对插(对插长度=0.3X墙体混凝土石子平均粒径)。双层网片3的内部间隔应适度，若内部间隔过大，则嵌入其内部区域的两侧混凝土石子在墙体分缝后将失去单层网片31或32的保护，容易在相互挤压和摩擦时松动脱落。
[0036]作为一种优选，所述双层网片3的平面内投影孔径下限值为7mm，上限值为墙体混凝土石子平均粒径的一半。作为一种优选实施例，所述双层网片3中的两个单层网片31、32对中错位垫叠，如图2。单层网片31、32的孔径为15_?墙体混凝土石子平均粒径，如此，双层网片3的平面内投影孔径的下限值约为7.5_，上限值约为墙体混凝土石子平均粒径的一半。使墙体混凝土石子可从双层网片3的两侧单层网片31、32嵌入其内部区域并有序对插。
[0037]单层网片31、32的孔径取略小于墙体混凝土石子平均粒径为宜，使多数石子可从双层网片3的一侧单层网片31、32嵌入其内部区域，但被错位垫叠的另一侧单层网片31、32阻隔，如此，从双层网片3两侧嵌入的墙体混凝土石子局限在其内部区域有序对插；但单层网片31、32的孔径也不应过小，过小则阻隔墙体混凝土砂子。本实施例取单层网片31、32的孔径下限为15_，不阻隔粒径约小于7.5mm的墙体混凝土砂子。
[0038]本实施例中，所述单层网片31、32采用Q235的低碳钢丝网片、丝径3mm(当然，也可以是其它金属丝网片，例如铁丝网片；或其它新型中高强材料网片等)。采用抗拉强度和刚度均较好的双层网片有利于墙体(即腹板I)滞回变形产生的斜裂缝向双层网片集中，浇筑墙体混凝土对双层网片3有一定干扰，也要求它具有一定抗弯刚度，故采用丝径3_的低碳钢丝网片。
[0039]作为一种优选，所述双层网片3与墙体钢筋混凝土浇筑一体。钢筋混凝土剪力墙的墙体(即腹板I)内沿横向间隔布置有双层网片3，与墙体(腹板I)原配置的钢筋骨架绑扎后用混凝土浇筑一体，形成一种内置竖分隔双层网片+钢筋混凝土组合剪力墙。通过双层网片3的特殊构造，使其两侧的墙体混凝土石子在其内部区域有序和适度的对插，但不阻隔墙体混凝土砂子，既保持剪力墙墙体的整体性，又引导墙体(即腹板I)滞回变形产生的裂缝在双层网片3内部区域发展聚集，实现墙体(即腹板I)自分割变形单元、或进一步演化为分缝墙柱，双层网片3也相应分割配置给两相邻变形单元或分缝墙柱作为增强筋；使双层网片3内部区域的断裂面或分缝(贯通断裂面)凹凸啮合，断裂面或分缝处的墙体混凝土石子与单层网片31或32相互嵌合形成固定和保护。
[0040]本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其工作机理如下:
[0041]⑴墙体自分割变形单元原理:所述钢筋混凝剪力墙滞回变形时，墙体(即腹板I)底部先出现水平裂缝，之后其抗剪刚度明显下降，墙体出现斜裂缝；墙体内的双层网片3阻挡斜裂缝并引导斜裂缝在双层网片3附近集中出现，逐渐形成裂缝带6，如图3 ;裂缝从混凝土石子表面延伸进入双层网片3内部区域并沿竖向发展，聚集成一些较小的断裂面，墙体在裂缝带6处的抗剪刚度下降明显，双层网片3内部区域及附近墙体产生剪切错动变形，形成沿双层网片3内部区域竖分割的变形单元边界；随着所述剪力墙滞回变形的持续和加剧，又依序沿其它双层网片3内部区域竖分割出新的变形单元边界，已有变形单元边界上的小断裂面也逐渐发展聚集成贯通断裂面(分缝)，竖分割的变形单元演化为分缝墙柱。
[0042]因双层网片3两侧的墙体混凝土石子插入双层网片3网孔，裂缝在双层网片3外侧面(间隔区域外)受石子阻挡难以发展聚集，而总是从石子表面延伸进入其内部区域，故变形单元的自分割边界在双层网片3内部区域。
[0043]⑵抗剪切破坏原理:所述筋混凝土剪力墙的抗剪刚度相对较大，而抗弯刚度相对小，滞回变形时墙体(腹板I)底部先出现水平，之后其抗剪刚度明显下降，墙体出现斜裂缝，但斜裂缝受双层网片3的阻挡难以聚集成大的斜断裂面，故不容易产生剪切破坏。
[0044]⑶抗局部压溃原理:所述筋混凝土剪力墙在初始受往复水平力时呈弯曲型变形，墙体(腹板I)的变形和应力峰值发生在墙底端角部，随着往复水平力增大，横截面形心附近的双层网片3内部区域形成竖分割的变形单元边界，边界两侧墙体剪切错动变形，相应削减墙体底端角部的变形和应力峰值；往复水平力继续增大，墙体底端角部的变形和应力峰值再次增大，又依序在相邻双层网片3内部区域形成竖分割的变形单元边界，并再次削减墙体底端角部的变形和应力峰值，……;伴随往复水平力的持续和加剧，竖分割的变形单元边界逐渐演化为贯通断裂面(分缝)，竖分割的变形单元演化为分缝墙柱。上述过程中，所述剪力墙的变形型式也逐渐由弯曲型一弯剪型一剪切型转变，至此，所述剪力墙已不可能发生墙体底端角部压溃，其变形能力和耗能能力也显著提高。
[0045]⑷高耗能原理:普通钢筋混凝土剪力墙滞回变形时，裂缝相对少和集中，容易产生墙体(即腹板I)底部剪切破坏或底端角部压溃，延性和耗能能力较差。本发明的钢筋混凝剪力墙则不同，耗能方式包括:墙体在双层网片3及附近区域形成裂缝带6耗能；竖分割的变形单元两侧墙体剪切错动变形耗能(包括此处墙体分布钢筋屈服和滞回耗能)；竖分割的变形单元弯剪型滞回变形 耗能；竖分割的变形单元演化为分缝墙柱后，分缝墙柱的剪切型滞回变形耗能，分缝两侧墙体凹凸啮合在相对错动时挤压和摩擦耗能；单层网片31、32分割配置给竖分割的变形单元或分缝墙柱后的屈服和滞回耗能等。所述剪力墙的变形和耗能能力显著提高。
[0046]本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，墙体竖分割出变形单元，或进一步演化为分缝墙柱的过程是一个渐进的、适应于其所受外部作用的过程，对所述剪力墙的抗弯刚度影响小；分缝过程中及分缝后，双层网片3不退出工作，而将两个单层网片31,31分割配置给两相邻的竖分割的变形单元或分缝墙柱作为增强筋，分缝(贯通断裂面)有适度凹凸啮合，两侧墙体剪切错动时有较强的挤压和摩擦。与现有技术比较，本发明所述剪力墙的耗能能力更好，墙体分缝产生的卸载动效应不明显；特别地，本发明所述剪力墙分缝对其水平承载能力的负面影响小、或甚至有所提高，便于推广应用。
[0047]实施例二
[0048]请参见图4所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例一的区别在于:该T型剪力墙腹板I和翼缘2交叉处的边缘约束柱按壁式框架柱7做法，腹板I和翼缘2中紧邻壁式框架柱7边布置一双层网片3，腹板I其余部分按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0049]实施例三
[0050]请参见图5所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例一的区别在于:该T型剪力墙腹板I和翼缘2交叉处的边缘约束柱按矩形框架柱8做法，腹板I和翼缘2中紧邻矩形框架柱8边布置一双层网片3，腹板I其余部分按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0051]实施例四
[0052]请参见图6所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例一的区别在于:该剪力墙为L型剪力墙；该L型剪力墙的腹板I和翼缘2内部按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0053]实施例五
[0054]请参见图7所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例四的区别在于:该L型剪力墙腹板I和翼缘2交叉处的边缘约束柱按壁式框架柱7做法，腹板I和翼缘2中紧邻壁式框架柱7边布置一双层网片3，腹板I和翼缘2其余墙体部分按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0055]实施例六
[0056]请参见图8所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例四的区别在于:该L型剪力墙腹板I和翼缘2交叉处的边缘约束柱按矩形框架柱8做法，腹板I和翼缘2中紧邻矩形框架柱8边布置一双层网片3，腹板I和翼缘2其余墙体部分按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0057]实施例七
[0058]请参见图9所示，本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，其与实施例一的区别在于:该剪力墙为单肢剪力墙，该单肢剪力墙的墙体内部从墙边1.5hf起按照上述间隔距离1.5hf布置双层网片3。
[0059]上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种可自分割变形单元的钢筋混凝土剪力墙，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。