专利名称：预制钢管混凝土边框剪力墙及其施工方法
技术领域：
本发明涉及剪力墙及其施工方法，具体是一种预制钢管混凝土边框剪力墙及其施工方法。
背景技术：
高层建筑已经成为钢筋混凝土建筑结构的主要形式。目前，用于高层住宅建筑的结构体系为预制装配式混凝土剪力墙结构，又可分为部分预制剪力墙结构和全预制剪力墙结构。部分预制剪力墙结构主要指内墙现浇、外墙预制的结构，由于内墙仍为现浇，其预制化率较低。全预制剪力墙结构指全部剪力墙采用预制构件拼装装配。该结构体系的预制化率比前者高，但由于剪力墙约束边缘构件内纵筋和箍筋配置较多，预制拼装接缝的连接构造比较复杂，施工难度较大。目前的装配式剪力墙结构的边缘构件还采用现浇形式，降低了结构的预制化率，现场工程量较大，与现浇剪力墙结构相比优势不明显，已经影响了它的推广应用。
发明内容
本发明旨在解决现有全预制剪力墙结构存在的上述问题，而提供一种能显著提高钢筋混凝土剪力墙的延性、抗震耗能性能，同时实现现场施工作业快速化、施工质量标准化的预制钢管混凝土边框剪力墙及其施工方法。
本发明解决所述问题采用的技术方案是一种预制钢管混凝土边框剪力墙，包括钢管混凝土边框、剪力墙板，所述钢管混凝土边框和剪力墙板均在工厂预制而成，剪力墙板中配置有由横向分布钢筋和纵向分布钢筋组成的钢筋网片，在钢筋网片间设置有拉接筋，沿剪力墙板上下边缘全长设置有角钢护角，在剪力墙板上缘预埋墙板竖向连接筋，在剪力墙板下缘预留竖向连接筋套筒，并在剪力墙板下部板面预留与竖向连接筋套筒端部相通的灌浆孔；所述钢管混凝土边框的外侧预设有U形抗剪连接件，该U形抗剪连接件与所述剪力墙板中的横向分布钢筋焊接，钢管混凝土边框的钢管两端预留有钢管混凝土连接器的连接长度，并预留有暗梁和现浇楼板的施工空间。
更进一步，所述剪力墙板是一块整体墙片，其两侧端通过其横向分布钢筋与钢管混凝土边框外侧预设的U形抗剪连接件焊接连接，该整体墙片与其两侧端的钢管混凝土边框构成整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并由工厂整体预制而成。
另外，所述剪力墙板还可以是由组合墙片和单一墙片组成，所述组合墙片一端通过其横向分布钢筋与钢管混凝土边框外侧预设的U形抗剪连接件焊接连接，该组合墙片另一端的边缘全长设置有角钢护角，该角钢护角上设置有U形抗剪连接件，所述组合墙片及其一端的钢管混凝土边框构成分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并在工厂整体预制而成；所述单一墙片其墙板四周边缘全长设置有角钢护角，其中两侧端的角钢护角上预设有与组合墙片连接的U形抗剪连接件，单一墙片由工厂预制而成。
上述预制钢管混凝土边框剪力墙的施工方法，包括整体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法和分体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，分述如下A.整体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，其步骤是a.在工厂预制由两端钢管混凝土边框和中间整块剪力墙板构成的整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并制作钢管连接器，运送至施工现场；b.将钢管连接器的组合部件分别与钢管混凝土边框上下端连接，并在钢管混凝土边框上端内壁焊接十字导向抗剪板，按设计剪力墙位置分片吊装整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片的竖向连接筋套筒准确套入下层墙片竖向连接筋，并将钢管连接器连接；c.整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片全部安装、连接后，依照施工工序在上下剪力墙片中间预留空间内布置暗梁和现浇楼板的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板和钢管混凝土边框的混凝土，钢管混凝土边框的混凝土浇至导气孔下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔灌注高强粘结料进行锚固；d.依次进行其他楼层整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙。
B.分体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，其步骤是a.在工厂分别预制由组合墙片及其一端的钢管混凝土边框构成的分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和单一墙片，并制作钢管连接器，运送至施工现场；b.将钢管连接器的组合部件分别与钢管混凝土边框上下端连接，并在钢管混凝土边框上端内壁焊接十字导向抗剪板，按设计剪力墙位置先吊装分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，并将钢管连接器连接，然后吊装单一墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片的竖向连接筋套筒准确套入下层墙片竖向连接筋，同时要求组合墙片和单一墙片连接端的U形抗剪连接件对正，并采用螺栓连接；c.分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片及单一墙片全部安装、连接后，依照施工工序在上下剪力墙片中间预留空间内布置暗梁和现浇楼板的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板和钢管混凝土边框的混凝土，钢管混凝土边框的混凝土浇至导气孔下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔灌注高强粘结料进行锚固，并对组合墙片与单一墙片间的拼缝灌注高强灌浆料封闭；d.依次进行其他楼层分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片及单一墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙。
本发明所述预制钢管混凝土边框剪力墙，是由钢管混凝土边框代替剪力墙边缘构件，并与钢筋混凝土剪力墙板组合而成，充分发挥钢管混凝土柱和钢筋混凝土墙的各自优势，使其拥有更大的承载力和刚度，具有更好的延性和耗能性能；同时实现钢管混凝土边框剪力墙的全预制加工、现场拼接组装，即保证了建筑结构的整体划一和施工质量，也提高了建筑施工的速度，降低了劳动作业强度。
图1是整体式预制钢管混凝土边框剪力墙一个结构单元的示意图。
图2是图1中A-A剖面放大示意图。
图3是图1中B-B剖面放大示意图。
图4是分体式预制钢管混凝土边框剪力墙一个结构单元的示意图。
图5是图4中C-C剖面放大示意图。
图6是图5中D连接节点放大示意图。
图7是预制钢管混凝土边框剪力墙墙板连接示意图。
图8是预制钢管混凝土边框剪力墙钢管混凝土边框连接示意图。
图中1-钢管混凝土边框；2-剪力墙板；3-钢管混凝土连接器；4-角钢护角； 5-灌浆孔；6-竖向连接筋套筒；7-横向分布钢筋；8-纵向分布钢筋；9-U形抗剪连接件； 10-竖向连接筋；11-拉接筋；12-组合墙片；13-单一墙片；14-螺栓；15-上层墙片；16-下层墙片；17-暗梁；18-现浇楼板；19-导气孔；20-十字导向抗剪板。
具体实施例方式以下结合附图及实施例详述本发明。
本实施例所述预制钢管混凝土边框剪力墙，涉及整体式预制钢管混凝土边框剪力墙和分体式预制钢管混凝土边框剪力墙。
参见图1、图2、图3，整体式预制钢管混凝土边框剪力墙的剪力墙板2是一块整体墙片，该剪力墙板2中配置有由横向分布钢筋7和纵向分布钢筋8组成的钢筋网片，在钢筋网片间设置有拉接筋11，沿剪力墙板2上下边缘全长设置有角钢护角4，在剪力墙板2上缘预埋墙板竖向连接筋10，在剪力墙板2下缘预留竖向连接筋套筒6，并在剪力墙板2下部板面预留与竖向连接筋套筒6端部相通的灌浆孔5 ；钢管混凝土边框1的外侧预设有U形抗剪连接件9，钢管两端预留有钢管混凝土连接器3的连接长度，并预留有暗梁13和现浇楼板14的施工空间。上述剪力墙板2与其两侧端的钢管混凝土边框1之间，通过该U形抗剪连接件9和该横向分布钢筋7的焊接结构组合成一体，并由工厂预制而成整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片。
在工厂预制时，要在墙板两侧面预留好一定的保护层厚度，支模板并浇注混凝土， 经标准养护后成型，即为整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片。
参见图4、图5、图6，分体式预制钢管混凝土边框剪力墙的剪力墙板2由组合墙片 12和单一墙片13两部分组成，组合墙片12 —端通过其横向分布钢筋7与钢管混凝土边框 1外侧预设的U形抗剪连接件9焊接连接，组合墙片12另一端的边缘全长设置有角钢护角 4，该角钢护角4上也设置有U形抗剪连接件9，所述组合墙片12及其一端的钢管混凝土边框1构成分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并在工厂整体预制而成；单一墙片13其墙板四周边缘全长设置有角钢护角4，其中两侧端的角钢护角4上预设有与组合墙片12连接的U形抗剪连接件9，单一墙片13也由工厂预制而成。
在工厂预制上述分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和单一墙片13时，同样要求在墙板两侧面预留好一定的保护层厚度，支模板并浇注混凝土，经标准养护后成型。
采用整体式预制钢管混凝土边框剪力墙的施工方法，其顺序如下1.在工厂预制整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片并制作钢管混凝土连接器3，然后运送至施工现场。制作钢管混凝土边框1时，在钢管上端与内接十字导向抗剪板20底部水平位置开设导气孔19 (参见图8)。
2.参见图7，将钢管混凝土连接器3的组合部件分别与钢管混凝土边框1上下端连接，并在钢管混凝土边框1上端内壁焊接十字导向抗剪板20，按设计剪力墙位置分片吊装整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片15的竖向连接筋套筒6准确套入下层墙片16的竖向连接筋10，并将钢管混凝土连接器3连接。
3.参见图7、图8，整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片全部安装、连接后，依照施工工序在上层墙片15和下层墙片16中间预留空间内布置暗梁17和现浇楼板18的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板18和钢管混凝土边框1的混凝土，要求钢管混凝土边框1的混凝土浇至导气孔19下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔5灌注高强粘结料进行锚固。
4.依次进行其他楼层整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙。
采用分体式预制钢管混凝土边框剪力墙的施工方法，其顺序如下1.参照整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和钢管混凝土连接器3的制作方法，在工厂预制分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和单一墙片13及制作钢管连接器3，并运送至施工现场。
2.将钢管混凝土连接器3的组合部件分别与钢管混凝土边框1上下端连接，并在钢管混凝土边框1上端内壁焊接十字导向抗剪板20，按设计剪力墙位置先吊装分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，并将钢管混凝土连接器3 连接，然后再吊装单一墙片13，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片15的竖向连接筋套筒6准确套入下层墙片16竖向连接筋10，同时要求组合墙片12和单一墙片 13连接端的U形抗剪连接件96对正，并采用螺栓14连接。
3.分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和单一墙片13全部安装、连接后，依照施工工序在上层墙片15和下层墙片16中间预留空间内布置暗梁17和现浇楼板18的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板18和钢管混凝土边框1的混凝土，要求钢管混凝土边框1的混凝土浇至导气孔19下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔5灌注高强粘结料进行锚固。并对组合墙片12和单一墙片13的拼缝灌注高强灌浆料封闭。
4.依次进行其他楼层分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙。
权利要求
1.一种预制钢管混凝土边框剪力墙，包括钢管混凝土边框、剪力墙板，其特征在于，所述钢管混凝土边框和剪力墙板均在工厂预制而成，剪力墙板中配置有由横向分布钢筋和纵向分布钢筋组成的钢筋网片，在钢筋网片间设置有拉接筋，沿剪力墙板上下边缘全长设置有角钢护角，在剪力墙板上缘预埋墙板竖向连接筋，在剪力墙板下缘预留竖向连接筋套筒， 并在剪力墙板下部板面预留与竖向连接筋套筒端部相通的灌浆孔；所述钢管混凝土边框的外侧预设有U形抗剪连接件，该U形抗剪连接件与所述剪力墙板中的横向分布钢筋焊接，钢管混凝土边框的钢管两端预留有钢管混凝土连接器的连接长度，并预留有暗梁和现浇楼板的施工空间。
2.如权利要求1所述的预制钢管混凝土边框剪力墙，其特征在于，所述剪力墙板是一块整体墙片，其两侧端通过其横向分布钢筋与钢管混凝土边框外侧预设的U形抗剪连接件焊接连接，该整体墙片与其两侧端的钢管混凝土边框构成整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并由工厂整体预制而成。
3.如权利要求1所述的预制钢管混凝土边框剪力墙，其特征在于，所述剪力墙板由组合墙片和单一墙片组成，所述组合墙片一端通过其横向分布钢筋与钢管混凝土边框外侧预设的U形抗剪连接件焊接连接，该组合墙片另一端的边缘全长设置有角钢护角，该角钢护角上设置有U形抗剪连接件，所述组合墙片及其一端的钢管混凝土边框构成分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并在工厂整体预制而成；所述单一墙片其墙板四周边缘全长设置有角钢护角，其中两侧端的角钢护角上预设有与组合墙片连接的U形抗剪连接件，单一墙片由工厂预制而成。
4.一种如权利要求1所述的预制钢管混凝土边框剪力墙的施工方法，包括整体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法和分体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，其特征在于A.整体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，其步骤是a.在工厂预制由两端钢管混凝土边框和中间整块剪力墙板构成的整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并制作钢管连接器，运送至施工现场；b.将钢管连接器的组合部件分别与钢管混凝土边框上下端连接，并在钢管混凝土边框上端内壁焊接十字导向抗剪板，按设计剪力墙位置分片吊装整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片的竖向连接筋套筒准确套入下层墙片竖向连接筋，并将钢管连接器连接；c.整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片全部安装、连接后，依照施工工序在上下剪力墙片中间预留空间内布置暗梁和现浇楼板的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板和钢管混凝土边框的混凝土，钢管混凝土边框的混凝土浇至导气孔下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔灌注高强粘结料进行锚固；d.依次进行其他楼层整体式预制钢管混凝土边框剪力墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙；B.分体式预制钢管混凝土边框剪力墙施工方法，其步骤是a.在工厂分别预制由组合墙片及其一端的钢管混凝土边框构成的分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片和单一墙片，并制作钢管连接器，运送至施工现场；b.将钢管连接器的组合部件分别与钢管混凝土边框上下端连接，并在钢管混凝土边框上端内壁焊接十字导向抗剪板，按设计剪力墙位置先吊装分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，并将钢管连接器连接，然后吊装单一墙片，并采用临时支撑固定剪力墙片位置，需保证上层墙片的竖向连接筋套筒准确套入下层墙片竖向连接筋，同时要求组合墙片和单一墙片连接端的U形抗剪连接件对正，并采用螺栓连接；c.分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片及单一墙片全部安装、连接后，依照施工工序在上下剪力墙片中间预留空间内布置暗梁和现浇楼板的钢筋网并支模，然后浇注现浇楼板和钢管混凝土边框的混凝土，钢管混凝土边框的混凝土浇至导气孔下部截面，待养护完成后，撤去临时支撑，通过灌浆孔灌注高强粘结料进行锚固，并对组合墙片与单一墙片间的拼缝灌注高强灌浆料封闭；d.依次进行其他楼层分体式预制钢管混凝土边框剪力墙片及单一墙片的施工，最终形成预制钢管混凝土边框剪力墙。
全文摘要
本发明涉及剪力墙及其施工方法，具体是一种预制钢管混凝土边框剪力墙及其施工方法。这种剪力墙又分为整体式预制钢管混凝土边框剪力墙和分体式预制钢管混凝土边框剪力墙两种。整体式预制钢管混凝土边框剪力墙由钢管混凝土边框和整片剪力墙板构成，分体式预制钢管混凝土边框剪力墙由组合墙片、单一墙片及钢管混凝土边框构成，均在工厂预制成型。施工时，分片吊装、就位、连接预制钢管混凝土边框剪力墙片，并逐步完成单层结构施工。本发明融合了钢管混凝土柱和钢筋混凝土剪力墙的优势，增强了剪力墙的承载能力和刚度，提高了剪力墙的延性和耗能性能，而且通过工厂预制、现场拼装，可以保证建筑构件的施工质量，提高施工作业速度，降低劳动作业强度。
文档编号E04B2/56GK102561553SQ201210054809
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者徐国强, 苏幼坡, 陈建伟, 陈海彬, 高林 申请人:河北联合大学