本发明提供一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础上，本发明的全螺栓连接装配式预制墙板构件结构精巧，成本低廉，易于推广。
1.一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述全螺栓连接装配式预制墙板构件包括：预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；
连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，所述高强螺栓透过所述预制钢套筒穿设在预留螺栓孔内，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺旋弹簧两端分别抵接在垫片和预制钢套筒上，
所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在现浇基础上；
所述预制钢套筒为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90‑150mm，宽60‑120mm，开口端向两侧延伸出30‑50mm的翼板；
基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载F作用下的情况，高强锥形螺旋弹簧刚度K的计算方法如下：
1)当预制墙板所受外力为地震荷载时， 则δ(t)＝[(ΔL‑Δ1)‑(ΔR‑Δ2)]·h/L1时程函数，通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算；
2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
2.根据权利要求1所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，多个所述预制墙板通过所述连接结构相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述预留槽内设置有两个不同方向的预留螺栓孔。
4.根据权利要求2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述预留槽内设置有两个不同方向的连接结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述垫片为带卡槽的垫片，高强锥形螺旋弹簧的锥形端抵接在所述卡槽内。
6.根据权利要求1或2所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述预制墙板底面为船形。
7.根据权利要求1所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm。
8.根据权利要求1或7所述的一种全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，其特征在于，所述高强锥形螺旋弹簧极限设计变形量为45‑100mm。
一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理
的抗震设计方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种装配式建筑预制摇摆墙和建筑抗震设防的三个水准相结合的设计方法，是一种基于摇摆耗能机理提升全螺栓连接装配式墙板结构的设计方法，具体涉及
一种全螺栓连接装配式预制墙板构件及其基于摇摆耗能机理的抗震设计方法。
背景技术
[0002] 装配式建筑各构件间的连接方式是直接影响结构本身的抗震性能。装配式建筑中的连接节点可分为干节点和湿节点。干节点包括螺栓连接、预应力筋连接、焊接和牛腿等几
种形式。其中，螺栓连接的设计简单、施工方便、可拆装性好等优点突出，是干节点连接中最
常见的连接形式。
[0003] 本申请发明人在研究中发现，既有的螺栓连接墙板构件低周期往复加载试验结果表明，墙体破坏主要集中在墙板和基础的底部连接部位，而墙板主体并没有发生明显的破
坏，墙体角部螺栓受到的拉力逐渐大于螺帽底部混凝土的抗冲切承载力，致使连接节点的
螺栓连接失效，呈现出冲切破坏的特征，从而导致装配式建筑过早的整体失效。
发明内容
[0004] 针对螺栓连接装配式墙板构件连接处局部破坏较早，而墙板主体并没有发挥全部效能的缺陷，本发明提供一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，能有效改善螺栓连接节点
的承载能力和耗能能力不足等问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] 一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：
[0007] 预制墙板，所述预制墙板边缘连接位置设置有预留槽和与预留槽连通的预留螺栓孔；
[0008] 连接结构，所述连接结构设置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制钢套筒、高强螺栓和高强锥形螺旋弹簧，所述高强螺栓透过所述预制钢套筒穿设在预留
螺栓孔内，螺帽、垫片和高强锥形螺旋弹簧顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺旋弹簧
两端分别抵接在垫片和预制钢套筒上，
[0009] 所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述现浇基础上。
[0010] 进一步地，多个所述预制墙板通过所述连接结构相互连接。
[0011] 进一步地，所述预留槽内设置有两个不同方向的预留螺栓孔。
[0012] 进一步地，所述预留槽内设置有两个不同方向的连接结构。
[0013] 进一步地，所述垫片为带卡槽的垫片，高强锥形螺旋弹簧的锥形端抵接在所述卡槽内。
[0014] 进一步地，所述预制墙板底面为船形。
[0015] 进一步地，所述预制钢套筒为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90‑150mm，宽60‑120mm，开口端向两侧延伸出30‑50mm的翼板。
[0016] 另一方面，本申请还保护一种前述的全螺栓连接装配式预制墙板构件的基于摇摆耗能机理的抗震设计方法，包括以下步骤：
[0017] 基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载F作用下的情况，高强锥形螺旋弹簧刚度K的计算方法如下：
[0018] 1)当预制墙板所受外力为地震荷载时， 则δ(t)＝[(ΔL‑Δ1)‑(ΔR‑Δ2)]·h/L1时程函数，
通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算；
[0019] 2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
[0020] 进一步地，所述高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm。
[0021] 进一步地，所述高强锥形螺旋弹簧极限设计变形量为45‑100mm。
[0022] 相比于现有技术，本申请的全螺栓连接装配式预制墙板构件不会在螺栓连接处形成应力集中，解决了现有技术普遍存在的螺栓连接处早期破坏的缺陷，并且本申请的结构
结构精巧，成本低廉，易于推广。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1为本发明的墙板整体构造示意图。
[0025] 图2为本发明的墙板竖直剖面示意图。
[0026] 图3为本发明的螺栓连接端部耗能构造局部放大示意图。
[0027] 图4为本发明的预制钢套筒结构示意图。
[0028] 图5为本发明的耗能构造的内部构造详细示意图。
[0029] 其中：1‑现浇基础，2‑预制墙板，3‑预留槽，4‑连接结构，5‑螺帽，6‑带卡槽的垫片，7‑预制钢套筒，8‑高强锥形螺旋弹簧，9‑高强螺栓。
具体实施方式
[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 如图1‑5所示，一种全螺栓连接装配式预制墙板构件，包括：预制墙板2，所述预制墙板2边缘连接位置设置有预留槽3和与预留槽3连通的预留螺栓孔，所述预制墙板2底面为
船形；连接结构4，所述连接结构设4置在所述预留槽内，包括适配于所述预留槽尺寸的预制
钢套筒7、高强螺栓9和高强锥形螺旋弹簧8，所述高强螺栓9透过所述预制钢套筒穿设在预
留螺栓孔内，螺帽5、垫片6和高强锥形螺旋弹簧8顺次套设在所述高强螺栓上，高强锥形螺
旋弹簧8两端分别抵接在垫片和预制钢套筒7上，所述垫片为带矩形卡槽的垫片6，高强锥形
螺旋弹簧8的锥形端抵接在所述卡槽内，所述预制墙板通过所述连接结构竖直安装在所述
现浇基础1上。
[0032] 在本申请的一个实施例中，所述预制钢套筒7为上端开口的长方体套筒，其底部设有供所述高强螺栓穿过的开孔，长90‑150mm，宽60‑120mm，开口端向两侧延伸出30‑50mm的
翼板。
[0033] 在本申请的一个实施例中，所述预留槽3内可以设置有两个不同方向的预留螺栓孔，同时，所述预留槽3的两个螺栓孔还设置有两个不同方向的连接结构4。
[0034] 在本申请中，全螺栓连接装配式墙板结构的第一层墙板构件与现浇基础1之间的螺栓连接端部设置高强锥形螺旋弹簧套筒耗能装置，其弹簧刚度为K，通过设定、调整弹簧
刚度K来实现基于摇摆耗能机理提升全螺栓连接装配式墙板结构整体效能。
[0035] 基于预制墙板底部与现浇基础通过两处高强螺栓连接的配式预制墙板构件，在水平荷载(F)作用下的情况，给出一个具体的计算高强螺栓刚度K的方法：
[0036] 1)当预制墙板所受外力为地震荷载时， 则δ(t)＝[(ΔL‑Δ1)‑(ΔR‑Δ2)]·h/L1时程函数，通过ΔL＝Δmax，ΔR＝0和
ΔR＝Δmax，ΔL＝0边界条件计算。
[0037] 2)当预制墙板所受外力为水平静力荷载时，K＝F/Δ，此时F可以设定为预制墙板的设计承载力。
[0038] 在一个优选的实施例中，所述高强锥形螺旋弹簧由特质高强弹簧制成，高强锥形螺旋弹簧刚度K取值范围为400～1000N/mm，该实施例中的连接结构4的型号信息见下表：
[0039] 连接结构型号 a b c 极限设计变形量(mm) 特质高强弹簧设计刚度N/mm)1 120 90 60 45 400
2 120 90 70 45 500
3 160 120 80 65 600
4 160 120 90 65 700
5 220 150 100 85 800
6 220 150 110 85 900
7 220 150 120 85 1000
[0040] 其中，a为预制钢套筒7上翼缘宽度(含两侧翼板)，b为预制钢套筒7长度，c为预制钢套筒7下翼缘宽度。
[0041] 全螺栓连接装配式墙板结构除了基础以外的结构部品部件全部预制的装配式建筑，多个所述预制墙板通过所述连接结构4相互连接。由于对预制构件的制作精度要求较
高，因此该结构使用于低层(1～3层的住宅建筑)、多层(4～6层的住宅建筑)住宅建筑。
[0042] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。
