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如何设计PC外挂墙板与主体结构的连接节点?连接节点类型解析

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:PC外挂墙板与主体结构采用点支承连接时,连接件的滑动孔尺寸,应根据穿孔螺栓的直径、层间位移值和施工误差等确定。在正常情况下,墙板的预埋螺栓位于连接到主体结构上的连接板的长孔的中间。图6-25 外挂墙板水平支座与重力支座图6-26 折板形外挂墙板水平支座与重力支座2)固定连接节点与活动连接节点。固定节点是将墙板与主体结构“固定”连接的节点;活动节点则是允许墙板与主体结构之间有相对位移的节点。

如何设计PC外挂墙板与主体结构的连接节点?连接节点类型解析

PC外挂墙板与主体结构采用点支承连接时,连接件的滑动孔尺寸,应根据穿孔螺栓的直径、层间位移值和施工误差等确定。只有布置了连接节点,才能够进行墙板和连接节点的结构设计与验算,所以,我们在讨论墙板设计和连接节点设计之前,先讨论连接节点的原理与布置。

(1)连接节点的设计要求

外挂墙板连接节点不仅要有足够的强度和刚度保证墙板与主体结构可靠连接,还要避免主体结构位移作用于墙板形成的内力。

主体结构在侧向力作用下会发生层间位移,或由于温度作用产生变形,如果墙板的每个连接节点都牢牢地固定在主体结构上,主体结构出现层间位移时,墙板就会随之沿板平面方向扭曲,产生较大内力。为了避免这种情况,连接节点应当具有相对于主体结构的可“移动”性,或可滑动,或可转动。当主体结构位移时,连接节点允许墙板不随之扭曲,有相对的“自由度”,由此避免了主体结构施加给墙板的作用力,也避免了墙板对主体结构的反作用。人们普遍把连接节点的这种功能叫作“对主体结构变形的随从性”,这是一个容易引起误解的表述,使墙板相对于主体结构“移动”的连接节点恰恰不是“随从”主体结构,而是以“自由”的状态应对主体结构的变形。

图6-24是墙板连接节点应对层间位移的示意图,即在主体结构发生层间位移时墙板与主体结构相对位置的关系图。在正常情况下,墙板的预埋螺栓位于连接到主体结构上的连接板的长孔的中间。见图6-24a和大样图A;当发生层间位移时,主体结构柱子倾斜,上梁水平位移,但墙板没有随之移动,而是连接板随着梁移动了,这时墙板的预埋螺栓位于连接件长孔的边缘。

我们把对连接节点的设计要求归纳为以下几条:

1)将墙板与主体结构可靠连接。

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图6-24 墙板与主体结构位移的关系

a)正常状态 b)层间位移发生时

2)保证墙板在自重、风荷载、地震作用下的承载能力和正常使用。

3)在主体结构发生位移时,墙板相对于主体结构可以“移动”。

4)连接节点部件的强度与变形满足使用要求和规范规定。

5)连接节点位置有足够的空间可以放置和锚固连接预埋件

6)连接节点位置有足够的安装作业空间,安装便利。

(2)连接节点类型

1)水平支座与重力支座。外挂墙板承受水平方向和竖直方向两个方向的荷载与作用,连接节点分为水平支座和重力支座。

水平支座只承受水平作用,包括风荷载、水平地震作用和构件相对于安装节点的偏心形成的水平力,不承受竖向荷载。(www.xing528.com)

重力支座,顾名思义,是承受竖向荷载的支座,承受重力和竖向地震作用。其实重力支座同时也承受水平荷载,但都习惯叫重力支座,是为了强调其主要功能是承受重力作用。

如图6-25所示,外挂墙板的背面,两个预埋螺栓是水平支座,两个带孔的预埋件是重力支座。

如图6-26所示折板形外挂墙板的背面,两个预埋螺栓是水平支座,两个预埋钢板是重力支座。

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图6-25 外挂墙板水平支座与重力支座

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图6-26 折板形外挂墙板水平支座与重力支座

2)固定连接节点与活动连接节点。连接节点按照是否允许移动又分为固定节点和活动节点。固定节点是将墙板与主体结构“固定”连接的节点;活动节点则是允许墙板与主体结构之间有相对位移的节点。

图6-27是水平支座固定节点与活动节点的示意图。在墙板上伸出预埋螺栓,楼板底面预埋螺栓,用连接件将墙板与楼板连接。连接件(见图6-27a),孔眼没有活动空间,就形成了固定节点;连接件(见图6-27b),孔眼有横向的活动空间,就形成可以水平滑动的活动节点;连接件(见图6-27c),孔眼有竖向的活动空间,就形成可以垂直滑动的活动节点;连接件(见图6-27d),孔眼较大,各个方向都有活动空间,就形成了可以各向滑动的活动节点。

图6-28是重力支座的固定节点与活动节点的示意图。在墙板上伸出预埋L形钢板,楼板伸出预埋螺栓。L形钢板(见图6-28a),孔眼没有活动空间,就形成了固定节点;L形钢板(见图6-28b),孔眼有横向的活动空间,就形成可以水平滑动的活动节点。

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图6-27 外挂墙板水平支座的固定节点与活动节点示意图

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图6-28 外挂墙板重力支座的固定节点与活动节点示意图

3)滑动节点和转动节点。活动节点中,又分为滑动节点和转动节点。图6-27和图6-28的活动节点都是滑动节点,一般的做法是将连接螺栓的连接件的孔眼在滑动方向加长。允许水平滑动就沿水平方向加长,允许竖直方向滑动就沿竖直方向加长,两个方向都允许滑动,就扩大孔径。

转动节点可以微转动,一般靠支座加橡胶垫实现。

需要强调的是,这里所说的移动是相对于主体结构而言的,实际情况是主体结构在动,活动节点处的墙板没有随之而动。

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