一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙及其施工方法与流程

本发明涉及一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙及其施工方法。

背景技术：

超高层建筑结构对剪力墙强度及延性要求越来越高，而混凝土强度等级越高，其材料固有的脆性性质又带来不利影响，采用外包钢板混凝土组合剪力墙可以较好的解决这一问题。外包钢板通过一些构造措施可以有效约束高强混凝土防止脆性破坏发生，而钢板本身又能大大提高剪力墙延性。

现有的外包钢板混凝土组合剪力墙中，加强外包钢板对混凝土约束作用的构造方式主要有内置加劲肋和对拉螺栓两种形式，辅之以栓钉加强两种材料的协同工作。但现有的这些构造方式存在以下不足：内置加劲肋焊接工作量大，对于薄钢板容易形成焊接变形，矫正难度大，而且加劲肋受钢板宽厚比限制及施焊操作限制，一次加工钢板墙长度有限，对于较长的钢板墙需增加竖缝，进一步加大焊接工作量和矫正难度；对拉螺栓需在两侧钢板预留孔，削弱了钢板截面，而且对于高柔钢板墙运输、吊装过程中还需做足够的刚度加强措施才能满足变形、现场对位要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙，以克服现有技术中难以兼顾焊接工作量和实现两面钢板墙面之间的对拉作用的问题。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙，设有由钢板围合而成的外包钢板墙体和浇筑在所述外包钢板墙体的内腔中的混凝土，其中，所述外包钢板墙体具有第一钢板墙面和第二钢板墙面，所述第一钢板墙面和第二钢板墙面与所述外包钢板墙体的水平延伸方向相同，其特征在于：所述的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙还设有位于所述外包钢板墙体的内腔中的多组箍筋对；各组所述箍筋对沿竖直方向间隔布置，每一组所述箍筋对均包含成对设置的第一箍筋和第二箍筋，所述第一箍筋和第二箍筋设有数量相等的焊接段以及连接在相邻两节所述焊接段之间凸起段，所述第一箍筋的各节所述焊接段均焊接在所述第一钢板墙面的内侧面上，所述第二箍筋的各节所述焊接段均焊接在所述第二钢板墙面的内侧面上，并使得：所述第一箍筋的各节所述凸起段与所述第二箍筋的各节所述凸起段一一对应，且相对应的所述第一箍筋的凸起段所围住的区域与所述第二箍筋的凸起段所围住的区域在竖直方向上部分重合。

为了使箍筋对所起的作用能够达到最优，作为本发明的优选实施方式：对于同一组所述箍筋对，所述第一箍筋的各段焊接段和各段凸起段位于同一水平面上，所述第二箍筋的各段焊接段和各段凸起段位于同一水平面上，所述第一箍筋和第二箍筋在竖直方向上的间距在10cm以内。

作为本发明的优选实施方式：所述第一箍筋和所述第二箍筋均由一根钢筋弯折而成。

作为本发明的优选实施方式：所述第一箍筋和所述第二箍筋均由多个箍筋单元组成并均沿所述外包钢板墙体的水平延伸方向间隔布置，所述第一箍筋的每一节箍筋单元和所述第二箍筋的每一节箍筋单元均由一根钢筋弯折而成，并均具有一个所述凸起段以及分别位于该凸起段两端的左焊接段和右焊接段；所述第一箍筋位于最左侧的箍筋单元的左焊接段、所述第一箍筋位于最右侧的箍筋单元的右焊接段、所述第一箍筋的组合焊接段均作为所述第一箍筋的一个焊接段，其中，所述第一箍筋的组合焊接段包含其相邻两个箍筋单元中位于左侧者的右焊接段和位于右侧者的左焊接段；所述第二箍筋位于最左侧的箍筋单元的左焊接段、所述第二箍筋位于最右侧的箍筋单元的右焊接段、所述第二箍筋的组合焊接段均作为所述第二箍筋的一个焊接段，其中，所述第二箍筋的组合焊接段包含其相邻两个箍筋单元中位于左侧者的右焊接段和位于右侧者的左焊接段。

作为本发明的优选实施方式：所述第一箍筋和所述第二箍筋的相邻两个箍筋单元中位于左侧者的右焊接段与位于右侧者的左焊接段之间的间隔距离均在20cm以内。

作为本发明的优选实施方式：所述第一箍筋的焊接段和所述第二箍筋的焊接段均为直线型，所述第一箍筋的凸起段和所述第二箍筋的凸起段均为u型或v型。

为了进一步减少钢板墙面的变形，作为本发明的优选实施方式：所述第一箍筋的各节所述焊接段均贴焊焊接在所述第一钢板墙面的内侧面上，所述第二箍筋的各节所述焊接段均贴焊焊接在所述第二钢板墙面的内侧面上。

为了增强了钢板墙面的刚度，以减小钢板墙面在运输、吊装及浇筑混凝土过程中的变形，作为本发明的优选实施方式：所述第一钢板墙面和第二钢板墙面的外侧面均焊接有沿所述外包钢板墙体的水平延伸方向延伸的横向加劲肋和垂直所述外包钢板墙体的水平延伸方向延伸的纵向加劲肋。

作为本发明的优选实施方式：所述外包钢板墙体的内侧面焊接有多根栓钉。

一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括：

步骤一、制备第一箍筋和第二箍筋，所述第一箍筋和第二箍筋设有数量相等的焊接段以及连接在相邻两节所述焊接段之间凸起段，使得所述第一箍筋的各节所述凸起段与所述第二箍筋的各节所述凸起段一一对应；

步骤二、在第一钢板墙面上以沿竖直方向间隔布置的方式焊接多根所述第一箍筋，在第二钢板墙面上以沿竖直方向间隔布置的方式焊接多根所述第二箍筋，且所述第一箍筋和第二箍筋的数量相等并对它们分别按竖直方向上的位置进行排序，其中，所述第一箍筋的各节所述焊接段均焊接在所述第一钢板墙面的内侧面上，所述第二箍筋的各节所述焊接段均焊接在所述第二钢板墙面的内侧面上；

步骤三、以所述第一钢板墙面和第二钢板墙面作为外包钢板墙体的组成部分，在施工现场加工由钢板围合而成的外包钢板墙体，使得：所述第一钢板墙面和第二钢板墙面与所述外包钢板墙体的水平延伸方向相同，所述第一箍筋和第二箍筋均位于所述外包钢板墙体的内腔中，具有相同排序的所述第一箍筋和第二箍筋组成一组箍筋对，同一组所述箍筋对中相对应的所述第一箍筋的凸起段所围住的区域与所述第二箍筋的凸起段所围住的区域在竖直方向上部分重合；

步骤四、在所述外包钢板墙体的内腔中浇筑混凝土。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明在外包钢板墙体的内腔中设有多组箍筋对，且每一组箍筋对均包含成对设置的第一箍筋和第二箍筋，能够同时起到以下三个作用：

作用一、由于第一箍筋和第二箍筋均埋设在混凝土且分别与第一钢板墙面和第二钢板墙面焊接连接，使得第一钢板墙面能够通过第一箍筋增大其与混凝土之间的粘结力、第二钢板墙面能够通过第二箍筋增大其与混凝土之间的粘结力；

作用二、由于相对应的第一箍筋的凸起段所围住的区域与第二箍筋的凸起段所围住的区域在竖直方向上部分重合，使得：在混凝土凝结后，相对应的第一箍筋与第二箍筋通过位于凸起段和凸起段的重合区域中的混凝土连成一体，即相对应的第一箍筋和第二箍筋形成围箍，从而，形成围箍的各组第一箍筋和第二箍筋对第一钢板墙面和第二钢板墙面起到对拉的作用，能够防止两面钢板墙面受压屈曲，并能够更为有效的约束两面钢板墙面之间混凝土，因而提高了剪力墙的抗震延性，令钢板和混凝土两种材料能够更充分的协同工作以更好发挥它们的性能；

作用三、由于第一箍筋和第二箍筋均仅通过其焊接段与钢板墙面进行焊接连接，而它们的凸起段则均无需进行焊接，使得钢板墙面上无需长距离连续的进行焊接，因此，本发明的焊接工作量少，不存在因焊接致使钢板墙面变形的问题；并且，由于第一箍筋和第二箍筋在它们的凸起段所围住的区域都是空心的，因此，本发明能够减少用钢量，节省造价；

综上所述，本发明能够通过较少的焊接工作量实现两面钢板墙面之间的对拉作用，能够有效的约束混凝土发生脆性破坏并大大的提高剪力墙的抗震延性，并具有用钢量少、能够节省造价的优点。

第二，本发明的施工方法，由于其先将所有的第一箍筋焊接到第一钢板墙面上以及所有的第二箍筋焊接到第二钢板墙面上，再用第一钢板墙面和第二钢板墙面加工外包钢板墙体，避免了现有技术中“因采用焊接在两面钢板墙面之间的加劲肋，而使得钢板墙面需要逐段进行施工，所以存在一次加工钢板墙长度有限”的问题，因此，本发明的施工方法加工速度快、施工效率高的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明实施例一的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的结构示意图；

图2为本发明实施例二的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的结构示意图；

图3为本发明实施例三的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的结构示意图；

图4为本发明实施例四的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的结构示意图；

图5为本发明实施例五的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明公开的是一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙，其设有由钢板围合而成的外包钢板墙体1和浇筑在外包钢板墙体1的内腔中的混凝土2，其中，外包钢板墙体1具有第一钢板墙面11和第二钢板墙面12，第一钢板墙面11和第二钢板墙面12与外包钢板墙体1的水平延伸方向相同；本发明的发明构思为：本发明的外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙还设有位于外包钢板墙体1的内腔中的多组箍筋对；各组箍筋对沿竖直方向间隔布置，每一组箍筋对均包含成对设置的第一箍筋3和第二箍筋4，第一箍筋3和第二箍筋4设有数量相等的焊接段以及连接在相邻两节焊接段之间凸起段，第一箍筋3的各节焊接段3a均焊接在第一钢板墙面11的内侧面上，第二箍筋4的各节焊接段4a均焊接在第二钢板墙面12的内侧面上，并使得：第一箍筋3的各节凸起段3b与第二箍筋4的各节凸起段4b一一对应，且相对应的第一箍筋3的凸起段3b所围住的区域与第二箍筋4的凸起段4b所围住的区域在竖直方向上部分重合。

本发明所设置的多组箍筋对能够同时起到以下三个作用：

作用一、由于第一箍筋3和第二箍筋4均埋设在混凝土2且分别与第一钢板墙面11和第二钢板墙面12焊接连接，使得第一钢板墙面11能够通过第一箍筋3增大其与混凝土2之间的粘结力、第二钢板墙面12能够通过第二箍筋4增大其与混凝土2之间的粘结力；

作用二、由于相对应的第一箍筋3的凸起段3b所围住的区域与第二箍筋4的凸起段4b所围住的区域在竖直方向上部分重合，使得：在混凝土2凝结后，相对应的第一箍筋3与第二箍筋4通过位于凸起段3b和凸起段4b的重合区域中的混凝土2连成一体，即相对应的第一箍筋3和第二箍筋4形成围箍，从而，形成围箍的各组第一箍筋3和第二箍筋4对第一钢板墙面11和第二钢板墙面12起到对拉的作用，能够防止两面钢板墙面受压屈曲，并能够更为有效的约束两面钢板墙面之间混凝土2，因而提高了剪力墙的抗震延性，令钢板和混凝土两种材料能够更充分的协同工作以更好发挥它们的性能；

作用三、由于第一箍筋3和第二箍筋4均仅通过其焊接段与钢板墙面进行焊接连接，而它们的凸起段则均无需进行焊接，使得钢板墙面上无需长距离连续的进行焊接，因此，本发明的焊接工作量少，不存在因焊接致使钢板墙面变形的问题；并且，由于第一箍筋3和第二箍筋4在它们的凸起段所围住的区域都是空心的，因此，本发明能够减少用钢量，节省造价；

综上，本发明能够通过较少的焊接工作量实现两面钢板墙面之间的对拉作用，能够有效的约束混凝土发生脆性破坏并大大的提高剪力墙的抗震延性，并具有用钢量少、能够节省造价的优点。

另外，为了使箍筋对所起的作用能够达到最优，作为本发明的优选实施方式：对于同一组箍筋对，第一箍筋3的各段焊接段3a和各段凸起段3b位于同一水平面上，第二箍筋4的各段焊接段4a和各段凸起段4b位于同一水平面上，第一箍筋3和第二箍筋4在竖直方向上的间距在10cm以内，最优为紧贴在一起。

为了进一步减少钢板墙面的变形，作为本发明的优选实施方式：上述第一箍筋3的各节焊接段3a均贴焊焊接在第一钢板墙面11的内侧面上，第二箍筋4的各节焊接段4a均贴焊焊接在第二钢板墙面12的内侧面上。

本发明还公开了一种外包钢板钢筋混凝土组合剪力墙的施工方法，包括：

步骤一、制备第一箍筋3和第二箍筋4，第一箍筋3和第二箍筋4设有数量相等的焊接段以及连接在相邻两节焊接段之间凸起段，使得第一箍筋3的各节凸起段3b与第二箍筋4的各节凸起段4b一一对应；

步骤二、在第一钢板墙面11上以沿竖直方向间隔布置的方式焊接多根第一箍筋3，在第二钢板墙面12上以沿竖直方向间隔布置的方式焊接多根第二箍筋4，且第一箍筋3和第二箍筋4的数量相等并对它们分别按竖直方向上的位置进行排序，其中，第一箍筋3的各节焊接段3a均焊接在第一钢板墙面11的内侧面上，第二箍筋4的各节焊接段4a均焊接在第二钢板墙面12的内侧面上；

步骤三、以第一钢板墙面11和第二钢板墙面12作为外包钢板墙体1的组成部分，在施工现场加工由钢板围合而成的外包钢板墙体1，使得：第一钢板墙面11和第二钢板墙面12与外包钢板墙体1的水平延伸方向相同，第一箍筋3和第二箍筋4均位于外包钢板墙体1的内腔中，具有相同排序的第一箍筋3和第二箍筋4组成一组箍筋对，同一组箍筋对中相对应的第一箍筋3的凸起段3b所围住的区域与第二箍筋4的凸起段4b所围住的区域在竖直方向上部分重合；

步骤四、在外包钢板墙体1的内腔中浇筑混凝土2。

由于本发明先将所有的第一箍筋3焊接到第一钢板墙面11上以及所有的第二箍筋4焊接到第二钢板墙面12上，再用第一钢板墙面11和第二钢板墙面12加工外包钢板墙体1，避免了现有技术中“因采用焊接在两面钢板墙面之间的加劲肋，而使得钢板墙面需要逐段进行施工，所以存在一次加工钢板墙长度有限”的问题，因此，本发明的施工方法加工速度快、施工效率高的优点。

下面通过五个实施例具体说明上述发明构思：

实施例一

如图1所示，本发明实施例一基于上述发明构思，对第一箍筋3和第二箍筋4采用了以下具体方案：

本实施例一中，第一箍筋3和第二箍筋4均由一根钢筋弯折而成；并且，第一箍筋3的焊接段3a和第二箍筋4的焊接段4a均为直线型，第一箍筋3的凸起段3b和第二箍筋4的凸起段4b均为u型。

实施例二

如图2所示，本发明实施例二基于上述发明构思，对第一箍筋3和第二箍筋4采用了以下具体方案：

本实施例二中，第一箍筋3的焊接段3a和第二箍筋4的焊接段4a均为直线型，第一箍筋3的凸起段3b和第二箍筋4的凸起段4b均为u型；并且，第一箍筋3和第二箍筋4均由多个箍筋单元组成并均沿外包钢板墙体1的水平延伸方向间隔布置，第一箍筋3的每一节箍筋单元31和第二箍筋4的每一节箍筋单元41均由一根钢筋弯折而成，并均具有一个凸起段以及分别位于该凸起段两端的左焊接段和右焊接段；第一箍筋3位于最左侧的箍筋单元31的左焊接段31a、第一箍筋3位于最右侧的箍筋单元31的右焊接段31b、第一箍筋3的组合焊接段均作为第一箍筋3的一个焊接段3a，其中，第一箍筋3的组合焊接段包含其相邻两个箍筋单元31中位于左侧者的右焊接段31b和位于右侧者的左焊接段31a；第二箍筋4位于最左侧的箍筋单元41的左焊接段41a、第二箍筋4位于最右侧的箍筋单元41的右焊接段41b、第二箍筋4的组合焊接段均作为第二箍筋4的一个焊接段4a，其中，第二箍筋4的组合焊接段包含其相邻两个箍筋单元41中位于左侧者的右焊接段41b和位于右侧者的左焊接段41a。其中，第一箍筋3和第二箍筋4的相邻两个箍筋单元中位于左侧者的右焊接段与位于右侧者的左焊接段之间的间隔距离均优选在20cm以内。

实施例三

如图3所示，本发明实施例三基于上述发明构思，对第一箍筋3和第二箍筋4采用了以下具体方案：

本实施例三中，第一箍筋3和第二箍筋4均由一根钢筋弯折而成；并且，第一箍筋3的焊接段3a和第二箍筋4的焊接段4a均为直线型，第一箍筋3的凸起段3b和第二箍筋4的凸起段4b均为v型。

实施例四

如图4所示，本发明实施例四基于上述发明构思，即本发明实施例四可以基于上述实施例一至实施例三中的任意一个实施例实施，其区别在于：本实施例四中，第一钢板墙面11和第二钢板墙面12的外侧面均焊接有沿外包钢板墙体1的水平延伸方向延伸的横向加劲肋5和垂直外包钢板墙体1的水平延伸方向延伸的纵向加劲肋6；从而，增强了钢板墙面的刚度，以减小钢板墙面在运输、吊装及浇筑混凝土过程中的变形。

实施例五

如图5所示，本发明实施例五基于上述发明构思，即本发明实施例四可以基于上述实施例一至实施例四中的任意一个实施例实施，其区别在于：本实施例五中，外包钢板墙体1的内侧面焊接有多根栓钉7。从而，在箍筋对的密度即其在剪力墙单位竖向距离上的组数，足够满足两块钢板墙面对拉要求的情况下，将箍筋对的密度设置为最低，再通过设置栓钉7来增加第一钢板墙面11和第二钢板墙面12与混凝土2的粘结力，即能够在不影响两面钢板墙面对拉作用的前提下减小用钢量。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。例如：外包钢板墙体1可以是由第一矩形钢管混凝土端柱13、第二矩形钢管混凝土端柱14和连接在该两根端柱之间的第一钢板墙面11和第二钢板墙面12围合而成，也可以采用两块钢板来替代前述的第一矩形钢管混凝土端柱13和第二矩形钢管混凝土端柱14。又如：第一箍筋3和第二箍筋4的凸起段还可以采用其它形状。又或者：实施例三中的第一箍筋3和第二箍筋4也可由多个箍筋单元组成。