[发明专利]一种预应力夯土建筑墙体及其建造方法

说明书

一种预应力夯土建筑墙体及其建造方法，属于建筑工程技术领域，包括一套以上预应力组件、地梁、夯土以及圈梁，所述地梁位于墙体底部，所述夯土位于地梁的上部，所述圈梁位于夯土上部，所述一套以上预应力组件均设置在地梁、夯土以及圈梁内部；预应力组件包括外套管、弹簧、下端板、上端板、内套管以及预应力钢筋。本发明采用大直径圆钢制作的弹簧作为预应力钢筋的一部分，解决了夯土材料弹性模量过低造成变形过大而产生的预应力损失问题，在夯土建筑的墙体中建立持久的竖向预压应力，即便是在低弹性模量条件下产生较大的变形，预应力损失也不会很多，从而有效保证夯土墙体的抗震性能和耐久性能，为夯土建筑的应用提供了有效的技术质量保证。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，涉及到生土建筑墙体的建造，特别是涉及到一种预应力夯土建筑墙体及其建造方法。

背景技术

目前，世界上仍有超过1/3的人口居住在生土建造的房屋内。夯土作为生土建筑常见的应用方式，在古代建筑中被普遍采用，如秦长城就大量应用夯土方式建造。现代建筑普遍采用的钢材、水泥、烧结砖瓦等，在生产过程中都严重地破坏生态环境，而且水泥制品和烧结砖瓦等在自然环境中降解速度慢，严重污染环境。然而，无论是在生产方式落后的远古时代，还是在当今时代，夯土建筑都具有明显的生态优势：就地取材、无需深加工从而节约生产运输能耗、降低环境污染；土墙保温隔热性能好，还可调节空气湿度；生土可再循环利用，或直接回归土地，最大限度地减少对生态环境的影响。

夯土建筑，无论是在古代还是在现代，都存在着难以克服的缺陷，其中很重要的一项就是夯土墙体的弹性模量较低，仅为混凝土的1/50～1/100,后期变形较大；还有就是由于其抗剪强度较低，使得其抗震性能较差。

授权实用新型专利CN201943217U，一种内置绳网夯土墙体，属于土木工程生土建筑构件技术领域，具体涉及一种内置绳网夯土墙体。所述墙体包括夯土墙，其特征在于，在夯土墙体内部设置有至少一张绳网，其中的绳网面积大于土墙体面积，使绳网边侧与其他构件相连接，以增强结构的整体性。该结构墙体施工简单，造价低廉，绳网对夯土墙体的抗震性能提高显著。显然这是一种被动式的提高夯土建筑抗震性能的方式，而绳网在夯土的过程中容易弯曲褶皱，从而会显著降低其作用。

被驳回的发明专利申请文件CN201510380826.X，预应力夯土墙及其施工工艺，涉及一种预应力夯土墙及其施工工艺,包括墙体,墙体为夯土墙墙体,墙体内设置有套管,套管沿墙体长度方向布置,且贯穿整个墙体,套管内设置有预应力钢筋,墙体两侧分别设置有固定板,预应力钢筋两端设置螺纹,预应力钢筋两端分别穿过两块固定板,并通过垫圈及锁紧螺母与固定板固定。该发明申请是在夯土墙土体内,沿夯土墙高度方向设置多组预应力钢筋,预应力钢筋沿夯土墙长度方向布置,同时通过钢板与夯土墙两侧面固定,给夯土墙向内的挤压力,从而使夯土墙处于多向受压状态,有效提高夯土墙的抗压、抗剪承载力,能够有效的避免竖向通缝的形成,有效地降低了墙体的高厚比,在不增加墙体厚度的前提下,提高墙体的砌筑高度。该发明专利申请至少存在两方面问题：其一，与其说是为夯土墙建立水平方向的预应力，还不如说是为套管建立的预应力，与初衷不符；其二，由于夯土的弹性模量非常低，即便是在夯土墙体中建立了水平方向的预应力，也会因夯土的压缩变形而很快被损失殆尽，从而失去其作用。

从墙体的抗剪承载力计算公式及其原理得知，若要提高墙体的抗剪承载力，一是提高材料的抗剪强度指标，二是适度增加墙体的竖向压应力，在夯土墙体的抗剪强度指标一定的条件下，只有通过增加墙体竖向压应力的方式来提高夯土墙体的抗剪强度，进而提高夯土墙体的抗震性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预应力夯土建筑墙体及其建造方法，在夯土建筑的墙体中建立持久的竖向预压应力，为了解决夯土材料弹性模量过低造成变形过大而产生的预应力损失问题，将大直径圆钢制作的弹簧作为预应力钢筋的一部分，使得夯土建筑墙体即便是在低弹性模量条件下产生较大的变形，预应力损失也不会很多，从而有效保证夯土墙体的抗震性能。