本發(fā)明屬于裝配式建筑，具體涉及一種基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻及其成型方法。

背景技術(shù)：

1、裝配式建筑是一種通過(guò)在工廠(chǎng)預(yù)制建筑構(gòu)件、在現(xiàn)場(chǎng)快速組裝的建筑結(jié)構(gòu)，裝配式建筑的構(gòu)件在工廠(chǎng)內(nèi)生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)流水線(xiàn)作業(yè)，充分提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)組裝速度也遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)建筑方式，可以縮短整體施工周期。另外，裝配式建筑還具有減少環(huán)境污染、減少資源浪費(fèi)、降低成本以及提高建筑質(zhì)量等方面的有點(diǎn)。

2、目前常見(jiàn)的裝配式墻體由多個(gè)墻板組成，墻板內(nèi)設(shè)有鋼筋，鋼筋由多個(gè)橫向設(shè)置的橫筋和多個(gè)縱向設(shè)置的縱筋組成，橫筋和縱筋相連組成鋼筋籠。采用這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置在墻板內(nèi)的橫筋和縱筋可以提高墻板整體的強(qiáng)度。但是，上述墻板整體的穩(wěn)定性較差，在地震等自然災(zāi)害中容易受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻及其成型方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻，包括多塊彼此拼接的墻板，墻板內(nèi)設(shè)有鋼筋結(jié)構(gòu)，鋼筋結(jié)構(gòu)的材料為記憶合金，鋼筋結(jié)構(gòu)包括主框架、第一斜筋、第二斜筋、上記憶合金組件以及下記憶合金組件，主框架包括兩個(gè)橫筋和兩個(gè)縱筋，橫筋沿墻板的長(zhǎng)度方向設(shè)置，縱筋沿墻板的高度方向設(shè)置，兩個(gè)縱筋分別連接于橫筋的兩端，兩個(gè)縱筋的兩端均突出于橫筋設(shè)置，且縱筋的兩端分別與上記憶合金組件和下記憶合金組件相連；

3、第一斜筋和第二斜筋均連接于主框架上且呈斜向設(shè)置，第一斜筋和第二斜筋的傾斜方向相反；

4、上記憶合金組件包括上記憶合金鋼筋和兩個(gè)上記憶合金板，上記憶合金鋼筋的兩端分別與兩個(gè)上記憶合金板相連，兩個(gè)上記憶合金板分別與兩個(gè)縱筋的上端相連；

5、下記憶合金組件包括下記憶合金鋼筋和兩個(gè)下記憶合金板，下記憶合金鋼筋的兩端分別與兩個(gè)下記憶合金板相連，兩個(gè)下記憶合金板分別與兩個(gè)縱筋的下端相連；

6、上記憶合金鋼筋和下記憶合金鋼筋為同一形狀和尺寸的波浪結(jié)構(gòu)。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)縱筋的上端均突出于墻板設(shè)置，墻板的下表面設(shè)有凹槽，下記憶合金組件位于凹槽內(nèi)，縱筋的長(zhǎng)度和墻板的高度相等；

8、沿豎直方向相鄰的兩個(gè)墻板中，位于下方的墻板中的上記憶合金組件伸入至位于上方的墻板的凹槽內(nèi)且與凹槽中的下記憶合金組件卡接配合。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一斜筋設(shè)有多個(gè)，且多個(gè)第一斜筋彼此平行，第二斜筋設(shè)有多個(gè)，且多個(gè)第二斜筋彼此平行，兩個(gè)橫筋之間還設(shè)有多個(gè)彼此平行內(nèi)橫向筋；

10、第一斜筋、第二斜筋以及內(nèi)橫向筋相交的位置還設(shè)有內(nèi)記憶合金板，第一斜筋、第二斜筋以及內(nèi)橫向筋均與內(nèi)記憶合金板相連。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，墻板的左側(cè)還設(shè)有左記憶合金板，墻板的右側(cè)還設(shè)有右記憶合金板，墻板的左右兩側(cè)分別設(shè)有第一槽和第二槽，左記憶合金板設(shè)置于第一槽內(nèi)且突出于第一槽設(shè)置，右記憶合金板設(shè)置于第二槽內(nèi)且突出于第二槽設(shè)置，左記憶合金板和右記憶合金板沿墻板的高度方向交錯(cuò)分布；

12、沿水平方向相鄰的兩個(gè)墻板中，位于左側(cè)的墻板中的右記憶合金板伸入至位于右側(cè)的墻板的第一槽內(nèi)，位于右側(cè)的墻板中的左記憶合金板伸入至位于左側(cè)的墻板的第二槽內(nèi)。

13、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鋼筋結(jié)構(gòu)還包括插筋，左記憶合金板上設(shè)有第一通孔，右記憶合金板上設(shè)有第二通孔；

14、沿水平方向相鄰的兩個(gè)墻板拼接后，第一通孔和第二通孔相對(duì)應(yīng)，插筋同時(shí)穿插于第一通孔和第二通孔內(nèi)。

15、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，沿水平方向相鄰的兩個(gè)墻板之間還設(shè)有耐候膠層，第一槽和第二槽內(nèi)還填充有混凝土層。

16、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括電機(jī)和電線(xiàn)，電線(xiàn)的一端與電機(jī)相連，另一端與鋼筋結(jié)構(gòu)相連。

17、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻的成型方法，應(yīng)用于如上述方案提供的基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻，基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻包括墻板，墻板內(nèi)設(shè)有鋼筋結(jié)構(gòu)，鋼筋結(jié)構(gòu)包括主框架、第一斜筋、第二斜筋、上記憶合金組件以及下記憶合金組件，主框架包括兩個(gè)橫筋和兩個(gè)縱筋，上記憶合金組件包括上記憶合金鋼筋和兩個(gè)上記憶合金板，下記憶合金組件包括下記憶合金鋼筋和兩個(gè)下記憶合金板，方法包括：

18、將兩個(gè)橫筋和兩個(gè)縱筋綁扎，得到主框架；

19、將第一斜筋和第二斜筋交叉綁扎在主框架上；

20、將上記憶合金鋼筋和兩個(gè)上記憶合金板綁扎，并將綁扎好后的上記憶合金組件綁扎至兩個(gè)縱筋的上端；

21、將下記憶合金鋼筋和兩個(gè)下記憶合金板綁扎，并將綁扎好后的下記憶合金組件綁扎至兩個(gè)縱筋的下端，得到鋼筋籠體；

22、將鋼筋籠體放置于鋼模中進(jìn)行固定，澆筑混凝土并進(jìn)行振搗、抹平；

23、預(yù)制完成后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，計(jì)算墻板的強(qiáng)度，強(qiáng)度符合要求后拆除鋼模，得到基于記憶合金的預(yù)制裝配式剪力墻。

24、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一斜筋設(shè)有多個(gè)，且多個(gè)第一斜筋彼此平行，第二斜筋設(shè)有多個(gè)，且多個(gè)第二斜筋彼此平行，兩個(gè)橫筋之間還設(shè)有多個(gè)彼此平行內(nèi)橫向筋；

25、第一斜筋、第二斜筋以及內(nèi)橫向筋相交的位置還設(shè)有內(nèi)記憶合金板，第一斜筋、第二斜筋以及內(nèi)橫向筋均與內(nèi)記憶合金板相連；

26、計(jì)算墻板的強(qiáng)度，具體包括：

27、根據(jù)公式一計(jì)算墻板中的混凝土和鋼筋結(jié)構(gòu)提供的剪力v1，公式一為：

28、

29、其中，γ為塑性系數(shù)，fck為混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，l1為屈服線(xiàn)在墻板中的長(zhǎng)度，l2為屈服線(xiàn)在邊柱中的長(zhǎng)度，ρsv為邊柱箍筋配筋率，fyv為邊柱箍筋屈服強(qiáng)度，ρs為縱筋的配筋率，fyc為縱筋屈服強(qiáng)度，b為邊柱的高度，h為邊柱的寬度，n2為墻體的軸向力，h1為剪力墻設(shè)計(jì)高度，即基礎(chǔ)頂面到加載點(diǎn)高度，lw為墻板的寬度，x為墻板底部截面的混凝土受壓區(qū)高度；

30、根據(jù)公式二計(jì)算墻板中的第一斜筋和第二斜筋提供的剪力v2，公式二為：

31、v2＝ρxfxyth0?cosθ+ρxfxyth0?sinθ+ρyfyyl0tsinθ+ρyfyyl0tcosθ

32、＝ρxfxyth0(cosθ+sinθ)+ρyfyyl0t(sinθ+cosθ)

33、其中，ρx為第一斜筋的配筋率，fxy為第一斜筋的屈服強(qiáng)度，t為墻板的厚度，h0為墻板的凈高，ρy為第二斜筋的配筋率，fyy為第二斜筋的屈服強(qiáng)度，l0為墻板的凈高；

34、根據(jù)公式三計(jì)算墻板中的內(nèi)記憶合金板提供的剪力v3，公式三為：

35、

36、其中，n為內(nèi)記憶合金板的數(shù)量，為內(nèi)記憶合金板的應(yīng)力利用系數(shù)，fa為內(nèi)記憶合金板的抗拉強(qiáng)度，aa為內(nèi)記憶合金板的面積；

37、根據(jù)公式四計(jì)算墻板的承載力，公式四為：

38、v＝v1+v2+v3

39、其中，v為墻板的承載力。

40、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，墻板的左側(cè)還設(shè)有左記憶合金板，墻板的右側(cè)還設(shè)有右記憶合金板，墻板的左右兩側(cè)分別設(shè)有第一槽和第二槽，左記憶合金板設(shè)置于第一槽內(nèi)且突出于第一槽設(shè)置，右記憶合金板設(shè)置于第二槽內(nèi)且突出于第二槽設(shè)置，左記憶合金板和右記憶合金板沿墻板的高度方向交錯(cuò)分布；

41、沿水平方向相鄰的兩個(gè)墻板中，位于左側(cè)的墻板中的右記憶合金板伸入至位于右側(cè)的墻板的第一槽內(nèi)，位于右側(cè)的墻板中的左記憶合金板伸入至位于左側(cè)的墻板的第二槽內(nèi)；

42、計(jì)算墻板的強(qiáng)度，具體包括：

43、根據(jù)公式五，計(jì)算沿水平方向相鄰的兩個(gè)墻板之間豎縫處的剪力，公式五為：

44、vsv＝nfvsas

45、其中，n為豎縫處左記憶合金板和右記憶合金板的數(shù)量之和，fvs為豎縫處左記憶合金板和右記憶合金板的極限抗剪強(qiáng)度，as為豎縫處左記憶合金板和右記憶合金板的極限抗剪強(qiáng)度的受剪面積。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

47、本技術(shù)上述方案中，制裝配式剪力墻包括多塊彼此拼接的墻板，墻板內(nèi)設(shè)有鋼筋結(jié)構(gòu)，鋼筋結(jié)構(gòu)的材料為記憶合金，鋼筋結(jié)構(gòu)包括主框架、第一斜筋、第二斜筋、上記憶合金組件以及下記憶合金組件，主框架包括兩個(gè)橫筋和兩個(gè)縱筋，橫筋沿墻板的長(zhǎng)度方向設(shè)置，縱筋沿墻板的高度方向設(shè)置，兩個(gè)縱筋分別連接于橫筋的兩端，兩個(gè)縱筋的兩端均突出于橫筋設(shè)置，且縱筋的兩端分別與上記憶合金組件和下記憶合金組件相連；第一斜筋和第二斜筋均連接于主框架上且呈斜向設(shè)置，第一斜筋和第二斜筋的傾斜方向相反；上記憶合金組件包括上記憶合金鋼筋和兩個(gè)上記憶合金板，上記憶合金鋼筋的兩端分別與兩個(gè)上記憶合金板相連，兩個(gè)上記憶合金板分別與兩個(gè)縱筋的上端相連；下記憶合金組件包括下記憶合金鋼筋和兩個(gè)下記憶合金板，下記憶合金鋼筋的兩端分別與兩個(gè)下記憶合金板相連，兩個(gè)下記憶合金板分別與兩個(gè)縱筋的下端相連；上記憶合金鋼筋和下記憶合金鋼筋為同一形狀和尺寸的波浪結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)，由于記憶合金受到高應(yīng)力作用時(shí)會(huì)發(fā)生逆相變，記憶合金在逆相變過(guò)程中可以對(duì)墻板施加驅(qū)動(dòng)作用力，以使墻板在地震等自然災(zāi)害中可以保持穩(wěn)定，并且，記憶合金形變時(shí)具有耗能作用，因此在地震等自然災(zāi)害中可以吸收震動(dòng)能量，提高墻板的抗震性能和整體的穩(wěn)定性；另外，通過(guò)調(diào)制墻板中各個(gè)位置的記憶合金的初始形變量，可以調(diào)制墻板不同位置的撓度，從而進(jìn)一步提高墻板整體的穩(wěn)定性。并且，第一斜筋和第二斜筋可以組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置第一斜筋和第二斜筋可以進(jìn)一步提高墻板整體的穩(wěn)定性。另外，沿豎直方向相鄰的兩個(gè)墻板之間設(shè)置上記憶合金組件以及下記憶合金組件時(shí)，可以提高兩個(gè)墻板之間連接的穩(wěn)定性，通過(guò)上記憶合金鋼筋的波浪結(jié)構(gòu)和下記憶合金鋼筋的波浪結(jié)構(gòu)相配合，可以進(jìn)一步提高兩個(gè)墻板之間連接的穩(wěn)定性。

48、以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。