一种区域约束混凝土剪力墙及其制作方法与流程

本发明涉及一种区域约束混凝土剪力墙及其制作方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

在钢筋混凝土结构中，广泛地使用剪力墙及短肢墙，但无论是剪力墙或是短肢墙，除了端部及转角处设置有暗柱外，构件中段箍筋均采用拉结筋拉接，不能充分发挥混凝土与钢筋共同工作效率，从而导致墙体的承载能力以及抗震能力降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种约束效率高、承载能力及抗震能力好，而且比普通剪力墙初始刚度更大、耗能能力更强的区域约束混凝土剪力墙及其制作方法，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种区域约束混凝土剪力墙，它是在混凝土剪力墙的边缘或转角分别设置有边缘约束柱和转角约束柱，在边缘约束柱之间或边缘约束柱与转角约束柱之间设置有一组纵向约束柱，沿楼层高度方向的混凝土剪力墙内每层分别设置有横向约束梁，在横向约束梁之间设置有横向分布钢筋，约束柱及约束梁之间为仅设置有横向分布钢筋的非约束墙段，浇筑剪力墙的混凝土后，形成区域约束混凝土剪力墙结构。

前述的横向约束梁两端与边缘约束柱连接，其中间与纵向约束柱或转角约束柱连接。

前述的横向分布钢筋为一对平行的钢筋，其两端捆绑在边缘约束柱或转角约束柱上，并与边缘约束柱、转角约束柱及纵向约束柱连接。

一种区域约束混凝土剪力墙的制作方法，该方法是在制作区域约束混凝土剪力墙时，首先在混凝土剪力墙的边缘及转角分别设置边缘钢筋笼和转角钢筋笼，同时在边缘钢筋笼之间或边缘钢筋笼与转角钢筋笼之间设置一组纵向钢筋笼，然后沿纵向钢筋笼的高度方向每层设置两道以上横向钢筋笼及在横向钢筋笼之间设置横向分布钢筋，并使横向钢筋笼及横向分布钢筋两端与边缘钢筋笼连接，其中间与纵向钢筋笼或转角钢筋笼连接，使边缘钢筋笼或转角钢筋笼、纵向钢筋笼及横向钢筋笼连接成一个整体，然后按照常规方法浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后，形成以边缘约束柱或转角约束柱、纵向约束柱及横向约束梁为主要支撑体系，并与非约束墙段共同工作的剪力墙结构。

前述方法中，当混凝土剪力墙受力较小时，边缘钢筋笼及纵向钢筋笼采用暗柱配筋形式，所述的暗柱配筋形式是在纵向钢筋上制作出2层以上的由方形封闭箍筋组成的箍筋层，在方形封闭箍筋的四个转角处设置有纵向钢筋。

前述方法中，当混凝土剪力墙受力较大时，边缘钢筋笼采用端柱配筋形式，所述的端柱配筋形式是在纵向钢筋上制作出2层以上的由长方形封闭箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层均是由四个长方形封闭箍筋首尾相互叠合而成的一个大矩形，在每两个长方形封闭箍筋叠合处形成的方格内设置有四根纵向钢筋。

前述的转角钢筋笼是在纵向钢筋上制作出2层以上的由长方形封闭箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层均是由两个长方形封闭箍筋首尾垂直叠合而成，在两个长方形封闭箍筋叠合处形成的方格内设置有四根纵向钢筋。

前述的横向钢筋笼是在横向钢筋上制作出2层以上的由方形封闭箍筋组成的箍筋层，在方形封闭箍筋的四个转角处设置有横向钢筋。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明利用区域约束原理，将剪力墙中的纵筋与箍筋按照柱子配筋方式，形成约束暗柱及约束暗梁，能大幅度提高剪力墙的承载力及耗能能力。本发明的区域约束混凝土剪力墙较普通混凝土剪力墙有更高的约束效率，且由于约束机制的转变，使得混凝土强度得以充分利用，墙体截面的承载能力提高，而且比普通剪力墙初始刚度更大、耗能能力更强，延性更好，抗震性能更好。另外，本发明的区域约束混凝土剪力墙将剪力墙分为约束区段和非约束区段，在罕遇地震作用下，如果剪力墙破坏，首先非约束区段混凝土会破碎，逐渐退出工作，剪力墙整体刚度下降但承载力下降幅度较缓，然后约束梁、约束柱渐次屈服、破坏，破坏时的延性性能更加突出，从而大大提高了墙体的抗震能力。因此，本发明的区域约束混凝土结构能有效降低混凝土结构构件截面、增加房屋使用空间，同时，由于构件截面减小，自重降低，地震反应也进一步降低。

附图说明

图1是本发明的区域约束混凝土剪力墙结构示意图的剖视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明中边缘钢筋笼以暗柱配筋形式时的结构示意图；

图4是本发明中边缘钢筋笼以端柱配筋形式时的结构示意图

图5是本发明中转角钢筋笼的结构示意图；

图6是本发明中横向钢筋笼的结构示意图。

附图标记说明：1-边缘约束柱，2-纵向约束柱，3-横向约束梁，4-横向分布钢筋，5-非约束墙段，6-转角约束柱，7-长方形封闭箍筋，8-纵向钢筋，9-方形封闭箍筋，10-横向钢筋。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：区域约束混凝土剪力墙的结构示意图如图1及图2所示，它是在混凝土剪力墙的边缘或转角分别设置有边缘约束柱1和转角约束柱6，在边缘约束柱1之间或边缘约束柱1与转角约束柱6之间设置有一组纵向约束柱2，沿楼层高度方向的混凝土剪力墙内每层分别设置有横向约束梁3，在横向约束梁3之间设置有横向分布钢筋4，所述的横向约束梁3两端与边缘约束柱1连接，其中间与纵向约束柱或转角约束柱6连接；所述的横向分布钢筋4为一对平行的钢筋，其两端捆绑在边缘约束柱1或转角约束柱6上，并与边缘约束柱1、转角约束柱6及纵向约束柱2连接，约束柱及约束梁之间为仅设置有横向分布钢筋4的非约束墙段5，浇筑剪力墙的混凝土后，形成区域约束混凝土剪力墙结构。

在制作区域约束混凝土剪力墙时，参见图1及图2，首先在混凝土剪力墙的边缘及转角分别设置边缘钢筋笼和转角钢筋笼，同时在边缘钢筋笼之间或边缘钢筋笼与转角钢筋笼之间设置一组纵向钢筋笼，参见图3，当混凝土剪力墙受力较小时，边缘钢筋笼及纵向钢筋笼采用暗柱配筋形式，所述的暗柱配筋形式是在纵向钢筋8上制作出2层以上的由方形封闭箍筋9组成的箍筋层，在方形封闭箍筋9的四个转角处设置有纵向钢筋8；参见图4，当混凝土剪力墙受力较大时，边缘钢筋笼采用端柱配筋形式，所述的端柱配筋形式是在纵向钢筋8上制作出2层以上的由长方形封闭箍筋7组成的箍筋层，每层箍筋层均是由四个长方形封闭箍筋7首尾相互叠合而成的一个大矩形，在每两个长方形封闭箍筋7叠合处形成的方格内设置有四根纵向钢筋8；参见图5，所述的转角钢筋笼是在纵向钢筋8上制作出2层以上的由长方形封闭7箍筋组成的箍筋层，每层箍筋层均是由两个长方形封闭箍筋7首尾垂直叠合而成，在两个长方形封闭箍筋7叠合处形成的方格内设置有四根纵向钢筋8。此时，沿纵向钢筋笼的高度方向每层设置两道以上横向钢筋笼，参见图6，所述的横向钢筋笼是在横向钢筋10上制作出2层以上的由方形封闭箍筋9组成的箍筋层，在方形封闭箍筋9的四个转角处设置有横向钢筋10，使横向钢筋笼及横向分布钢筋4两端与转角钢筋笼连接固定；同时在横向钢筋笼之间设置横向分布钢筋4，并使横向钢筋笼及横向分布钢筋4两端与边缘钢筋笼连接，其中间部位与纵向钢筋笼或转角钢筋笼连接，使边缘钢筋笼或转角钢筋笼、纵向钢筋笼及横向钢筋笼连接成一个整体，然后按照常规方法浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后，形成以边缘约束柱1或转角约束柱6、纵向约束柱2及横向约束梁3为主要支撑体系，并与非约束墙段5共同工作的剪力墙结构。因此，本发明的区域约束混凝土剪力墙将剪力墙分为约束区段即由缘约束柱1、转角约束柱6、纵向约束柱2及横向约束梁3组成和非约束墙段5，在罕遇地震作用下，如果剪力墙破坏，首先非约束墙段5混凝土会破碎，逐渐退出工作，形成如开竖缝一样的功能，然后约束区段内钢筋屈服，混凝土破碎，形成了两道防线，而且破坏形态变为弯曲破坏，从而大大提高了墙体的抗震能力。因此，本发明的区域约束混凝土结构能有效降低混凝土结构构件截面、增加房屋使用空间，同时，由于构件截面减小，自重降低，地震反应也进一步降低。