一种锁槽砌块及锁槽砌体填充墙

本发明属于建材，具体属于一种锁槽砌块及锁槽砌体填充墙。

背景技术：

1、地震是造成建筑物损伤和破坏的主要原因，预防和减轻地震造成的损失是从事工程抗震领域研究人员长期不懈努力的目标。填充墙在建筑工程中起着重要的围护和分割空间作用。实际震害表明，填充墙往往先于结构构件发生破坏，实际破坏也相对严重，甚至被甩出、倒塌，同时存在填充墙影响主体结构的情况，造成重大经济损失和严重的人员伤亡。

2、由于在正常使用和维护条件下，建筑的实际服役期将远超其设计工作年限，因此，建筑在服役期间遭受地震作用的可能性较高，填充墙可能先于结构构件破坏，并影响主体结构，将造成较大的经济损失甚至人员伤亡，且严重影响建筑抗震设防目标的实现。

3、在结构设计中，填充墙作为非结构构件往往不直接参与到结构承载力的计算中，但由于其自身存在一定刚度，在地震作用下，会影响结构体系的地震响应，墙与框相互耦合作用，使得破坏机理复杂，填充墙材料脆性大、强度低，在中低烈度地震作用下，填充墙比钢筋混凝土框架更发生损伤和破坏，尤其是在双向地震作用下平面外变形和甩脱的可能性较大，填充墙的面外倒塌不仅使得建筑体系失去正常使用功能，还造成了大量的人员伤亡和财产损失。

4、此外，由于墙框相互作用，填充墙可能加重框架梁柱等主要承重部件的破坏，具体表现为填充墙体布置不当易使rc框架结构出现薄弱层或发生扭转破坏，填框相互支撑、互相影响，既加剧了填充墙的破坏，又存在改变柱的破坏形态的可能。因此，采取有效措施提高填充墙抗震性能，避免填充墙过早破坏，减少填充墙与框架的相互影响是解决前述问题的关键。

5、目前，现行部分研究考虑附加斜撑、使用阻尼材料、墙内设肋槽构造等方式对填充墙的性能进行改善，取得了一些的效果，但是相关研究多关注填充墙平面内的性能，综合考虑填充墙平面内、平面外抗震性能改进的研究还很不够。越来越多的震害实践表明，填充墙体的平面外甩脱破坏后果严重，通常填充墙的损伤是在平面内和平面外同时发生的，且面内面外均有损伤后墙体的刚度和承载力均有所下降，且破坏机理复杂，因此，填充墙面外水平作用下的承载力及破坏发展情况，以及填充墙面内面外地震作用耦合破坏机理，以及提高墙体抗震性能等的相关研究愈来愈受到工程界的重视。此外，已有研究或多或少存在生产、施工复杂，对墙体建筑功能存在一定影响、缺乏系统性研究等问题。

6、相关研究表明，刚性连接的填充墙与rc框架结构相互作用机理复杂，填充墙对rc框架结构在经历不同烈度地震作用下的抗震性能和破坏机理均有不同程度影响，且往往导致出现非延性破坏模式，不利于结构抗震设防目标的实现。柔性连接与刚性连接相比可在一定程度上降低填充墙与结构及构件的相互影响，但不利于填充墙平面外稳定性和防止墙体甩脱。在“刚性连接”和“柔性连接”之间寻求一个刚柔兼具、简便高效的连接方式，是目前填充墙抗震的当务之急。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，以提高墙身整体性和稳定性，缓解墙框相互作用为原则，本发明提供一种锁槽砌块及锁槽砌体填充墙，用柔性连接方式缓解墙框相互作用，使框架结构中填充墙抗震性能显著提升，此发明施工简便易操作，利于推广应用，对墙体耐久性、防火性等建筑功能不造成任何影响。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锁槽砌块，包括依次连接的一个第一边砌块、至少一个主砌块和一个第二边砌块，主砌块、第一边砌块和第二边砌块的尺寸比例为2:1:2，主砌块和第二边砌块中部沿厚度方向均设置有一半圆柱形凹槽，第一边砌块、主砌块和第二边砌块的连接端的棱边处均沿厚度方向设置有一1/4圆弧形凹槽，两个1/4圆弧形凹槽在长度方向上连接形成半圆柱形凹槽。

3、进一步的，所述主砌块一端设置卡头，另一端设置卡槽，中部两外侧壁上沿主砌块厚度方向设置半圆柱形凹槽，主砌块的棱边处沿主砌块厚度方向均设置有一1/4圆弧形凹槽。

4、进一步的，第一边砌块一侧设有卡头，第一边砌块设置卡头一侧的棱边处沿第一砌块厚度方向均设置有一1/4圆弧形凹槽。

5、进一步的，第二边砌块一侧设置卡槽，第二边砌块设置卡槽的一侧的棱边处均沿第二边砌块厚度方向设置有一1/4圆弧形凹槽，第二边砌块中部两外侧壁上沿第二边砌块厚度方向设置分别设置有一半圆柱形凹槽。

6、进一步的，主砌块的卡头和第一边砌块的卡头形状、尺寸相同，主砌块的卡槽与第二边砌块的卡槽形状、尺寸相同，一个第一边砌块、至少一个主砌块和一个第二边砌块上的卡头和卡槽依次搭接得到锁槽砌块。

7、进一步的，所述卡头与卡槽为矩形，尺寸满足如下要求：

8、d1＝d-δd-4c

9、d2＝d-4c

10、其中，d1为卡头宽度，d2为卡槽宽度，c为混凝土保护层厚度，d为砌块宽度，δd为卡头与卡槽的宽差值，2c为卡槽一侧距砌块同侧侧壁的距离。

11、进一步的，第一边砌块、主砌块和第二边砌块均采用发泡墙体材料或轻骨料墙体材料制作。

12、本发明还提供一种锁槽砌体填充墙，包括横向拉结钢筋、纵向拉结钢筋和上述锁槽砌块，尺寸相同的多个锁槽砌块上下堆叠得到锁槽砌体填充墙本体，多个锁槽砌块上的半圆柱形凹槽上下连通得到通缝，纵向拉结钢筋布置在通缝中用于将锁槽砌体填充墙本体与梁连接，横向拉结钢筋布置在多层锁槽砌块之间用于将锁槽砌体填充墙本体与柱连接。

13、进一步的，锁槽砌体填充墙本体两侧平行设置的两个横向拉结钢筋穿过u型墙体连接限位卡件的限位孔后与柱端连接，u型墙体连接限位卡件包括相背设置通过连接装置连接的第一u型卡件、第二u型卡件，连接装置位于第一u型卡件和第二u型卡件共同的中心线上，第一u型卡件两侧壁均开有一第一u型卡件限位孔，第二u型卡件上两侧壁均开有一第二u型卡件限位孔，锁槽砌体填充墙本体一侧的横向拉结钢筋穿过两个第一u型卡件限位孔后与柱端连接，锁槽砌体填充墙本体另一侧的横向拉结钢筋穿过两个第二u型卡件限位孔后与柱端连接。

14、进一步的，锁槽砌体填充墙本体两侧平行设置的两个纵向拉结钢筋分别通过一l型限位卡件与梁端连接。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明提供一种锁槽砌块，此种砌块共三种类型，分为第一边砌块、主砌块和第二边砌块，三种砌块尺寸比例为2:1:2，主砌块和第二边砌块中部沿厚度方向均设置有一半圆柱形凹槽，第一边砌块、主砌块和第二边砌块的连接端的棱边处均沿厚度方向设置有一1/4圆弧形凹槽，两个1/4圆弧形凹槽在长度方向上连接形成半圆柱形凹槽。在建筑制作和施工技术方面，构造简单，便于制作，施工方便，施工周期短，易于布筋。并且三种砌块砌筑而成的填充墙，对填充墙自身整体性和平面外稳定性提升作用明显。砌体的适用性较强，砌体材料采用传统的发泡墙体材料，轻骨料墙体材料，环保材料等均可，只需满足填充墙的强度和保温等功能要求。

17、本发明提供一种锁槽砌体填充墙，尺寸相同的多个锁槽砌块上下堆叠得到锁槽砌体填充墙本体，多个锁槽砌块上的半圆柱形凹槽上下连通得到竖向通缝，纵向拉结钢筋布置在竖向通缝中用于将锁槽砌体填充墙本体与梁连接，横向拉结钢筋布置在多层锁槽砌块之间灰缝用于将锁槽砌体填充墙本体与柱连接。在竖向槽内设置限位卡件或竖向拉结筋，与水平灰缝拉结筋可形成墙内构造钢筋网，墙体内部沿竖向灰缝则形成类似榫卯的连锁效应以提高其抗平面外甩脱的能力，极大地提升了填充墙自身整体性和平面外稳定性。当服役环境对墙体面外稳定性要求不高时，可不设置竖向拉结筋。此外，墙体在服役过程中，有效降低了由于荷载作用下砌块之间的相对错位滑动，保证了锁槽砌体填充墙的可靠性。

18、本发明提供的填充墙使用时，同一高度的两个横向拉结钢筋端部分别穿过u型墙体连接限位卡件的限位孔后与柱端连接，从而实现锁槽砌体填充墙与柱端的连接，u型墙体连接限位卡件布置在锁槽砌体填充墙与结构柱端间的缝隙处，起到增加锁槽砌体填充墙与结构柱端间拉筋变形协调性、限制拉结钢筋位置、帮助拉筋受力并耗能的作用。锁槽砌体填充墙与梁端的连接采用l型限位卡件，l型卡件布置在梁底紧贴墙体表面处，可采用后植螺栓与框架梁连接，主要作用是约束墙体与框架梁间的平面外位移，在墙体平面内可起到一定抗剪功能；当需要纵向拉结钢筋增强的墙体时，通过焊接与竖向拉结筋连接，l型卡件同时可起到定位并拉结墙体表面纵向拉结钢筋的作用。通过墙框连接件，更好地与框架结构有效连接，提高结构整体抗震性能。本专利墙体和框架梁之间采用单向连接，具有较大的变形能力，同时兼具一定稳定性，增强了墙体耗能能力，实现了墙体与框架的可靠拉结，进而提高了砌体墙的整体性。通过实验数据证明，此墙体在缓解墙框相互作用，增加墙体耗能方面，具有极大的优势。

19、对本发明锁槽砌体填充墙在地震作用下的抗震性能进行实验研究分析。实验现象表明，对比普通锁槽砌体填充墙的破坏，锁槽砌体填充墙的加入改变了框架结构的受力路径，增缓了柱底部塑性铰产生，对于降低墙框作用有很大的作用。滞回曲线表明，由于单向连接起到很好的耗能作用，峰值荷载后各位移加载级下滞回环顶点下降缓慢，说明此填充墙体具有良好的延性和继续承载的能力。骨架曲线表明与此填充墙组合作用下rc框架结构的承载力较高，具备较强的继续承载能力，延性。综上，此锁槽砌体填充墙在增强墙身整体性和面外稳定性、缓解墙框相互作用、提升耗能方面具备较大的优势。在作用框架结构中，对于提高填充墙-框架结构的抗震性能，突破填充墙破坏早且严重、抗震设防目标不易实现、降低对框架结构影响等方面，具有重大帮助。