[发明专利]一种装配化预应力正交胶合木剪力墙

说明书

本发明公开了一种装配化预应力正交胶合木剪力墙。包括无粘结预应力筋、垫梁、CLT墙板，楼板支撑架和限位钢构件。二个限位钢构件与基础连接，下层CLT墙板通过无粘结预应力筋与基础顶紧，下层垫梁与下层CLT墙板连接，下层楼板支撑架与下层CLT楼板连接后搁置于下层垫梁顶部，上层CLT墙板与两个下层楼板支撑架连接，上层垫梁与上层CLT墙板连接，两个无粘结预应力筋穿过上层CLT墙板和下层CLT墙板。本发明施加无粘结预应力筋后CLT剪力墙在侧向荷载下具有较高的初始刚度、极限承载力和一定的自恢复特性，并且避免了普通CLT剪力墙“弱节点、强构件”的普遍破坏模式，本发明装配化程度较高，下层楼板支撑架的设置可显著减小由于CLT楼板横纹受压作用下蠕变较大所导致的预应力损失。

技术领域

本发明属于结构工程中木结构建筑领域，涉及一种装配化预应力正交胶合木（Cross laminated timber，简称CLT）剪力墙。

背景技术

CLT材料通常被作为剪力墙应用，虽然墙体抗侧刚度和极限承载力高，但在使用过程中发现如下一些问题：

（1）侧向荷载作用下，通过金属连接件拼接的普通CLT剪力墙连接节点处易发生由木材劈裂导致的脆性破坏；

（2）即使通过合理的节点区域设计，致使侧向荷载作用下普通CLT剪力墙发生螺钉屈服或从板材中被拔出等破坏模式，墙体的抗侧刚度、强度也将迅速退化，而连接区域以外的大部分材料强度远未充分发挥。

为改善上述不足，本发明提出一种装配化预应力CLT剪力墙，通过在普通CLT剪力墙中贯穿设置无粘结后张拉预应力筋，从根本上改变普通CLT剪力墙“弱节点、强构件”的破坏模式，更符合结构设计理念。

本发明提出的一种装配化预应力CLT剪力墙具有较高的初始抗侧刚度以及极限承载力，较小的震后残余变形，其结构体系具有一定自恢复特性、维修成本低。此外该预应力CLT剪力墙装配化程度较高，下层楼板支撑架的设置可以显著减小由于CLT楼板横纹受压作用下蠕变较大所导致的预应力损失。

发明内容

为改善普通CLT剪力墙连接节点处易发生的脆性破坏，改变普通CLT剪力墙“弱节点、强构件”的破坏模式，提高诸如墙体初始抗侧刚度、极限承载力等力学特性，本发明提出了一种装配化程度较高、抗侧性能好、震后残余变形较小、具有一定自恢复特性的预应力正交胶合木剪力墙。

本发明通过以下技术方案实现的。

一种装配化预应力正交胶合木剪力墙结构，包括：第一无粘结预应力筋1、第二无粘结预应力筋2、上层垫梁3、下层垫梁4、上层CLT墙板5、下层CLT墙板6、第一下层楼板支撑架7、第二下层楼板支撑架8、第一下层CLT楼板9、第二下层CLT楼板10、第一限位钢构件11和第二限位钢构件12，其中：第一限位钢构件11和第二限位钢构件12分别通过预埋螺栓固定于基础之上，第一限位钢构件11和第二限位钢构件12约束了侧向荷载下CLT剪力墙的水平滑移；下层垫梁4通过螺钉连接于下层CLT墙板6顶部；第一下层楼板支撑架7通过螺钉与第一下层CLT楼板9连接，第一下层CLT楼板9搁置于下层垫梁4顶部，第一下层楼板支撑架7伸出第一下层CLT楼板9下表面的抗剪销钉穿过下层垫梁4插入下层CLT墙板6的预留孔中；第二下层楼板支撑架8通过螺钉与第二下层CLT楼板10连接，在施工现场将第二下层CLT楼板10搁置于下层垫梁4顶部，第二楼板支撑架8伸出第二下层CLT楼板10下表面的抗剪销钉穿过下层垫梁4插入下层CLT墙板6的预留孔中；上层CLT墙板5分别通过螺钉与第一下层楼板支撑架7及第二下层楼板支撑架8连接，上层垫梁3通过螺钉与上层CLT墙板5连接；第一无粘结预应力筋1和第二无粘结预应力筋2穿过留有预应力孔的上层CLT墙板5和下层CLT墙板6，第一无粘结预应力筋1和第二无粘结预应力筋2的两端均分别锚固于基础和上层垫梁3的顶部。