钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构及制作方法与流程

本发明涉及装配式混凝土结构领域，具体为一种钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构及制作方法。

背景技术：

剪力墙结构可有效抵抗水平作用力，成为钢筋混凝土结构的重要结构形式之一。连梁是用于连接剪力墙与剪力墙的梁，是剪力墙结构重要的耗能构件。内置钢板混凝土连梁由钢板和钢筋混凝土共同抵抗弯矩剪力，与普通混凝土连梁相比，其可显著提高连梁的抗剪承载力，防止连梁发生脆性破坏，大大提高连梁的抗震性能。而现有装配式混凝土结构技术，未涉及该种连梁。为此，本发明针对钢板混凝土剪力墙连梁，提出连梁拆分结构及制作方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构及制作方法，实现钢板混凝土剪力墙连梁的拆分、制作和组装。

本发明的技术方案是：

一种钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，由预制剪力墙中连梁、预制剪力墙或带有半跨连梁的剪力墙的连梁、连接工字钢构成结构拆分拼装体系，其中：预制剪力墙中连梁，以下简称预制连梁；预制剪力墙，以下简称预制墙；预制带有半跨连梁的剪力墙，以下简称预制带梁墙；该拼装连接结构为以下两种结构形式之一：

(1)在预制连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，分别制作预制连梁以及与预制连梁梁端连接的预制墙，与一根预制连梁连接的预制墙共两片，形成由两片预制墙和一根预制连梁构成的结构拆分拼装体系；预制墙上安装有带连接件的剪力墙内锚固钢板，预制连梁上安装有带连接件的连梁内置钢板，带连接件的剪力墙内锚固钢板与带连接件的连梁内置钢板分别通过连接槽和连接钢条相对设置，相对设置的连接槽对准贴紧，相对设置的连接钢条对准贴紧，对准贴紧的连接槽之间形成的工字形槽通过连接工字钢连接，对准贴紧的连接钢条之间通过连接钢环连接，使预制连梁、预制墙及连接工字钢连接为整体；

(2)在预制连梁的跨中位置拆分，拆分后形成两片预制带有半跨连梁的剪力墙，即预制带梁墙，形成由两片预制带梁墙的结构拆分拼装体系；两片预制带梁墙上分别安装分别安装有带连接件的剪力墙内锚固钢板，带连接件的剪力墙内锚固钢板分别通过连接槽和连接钢条相对设置，相对设置的连接槽对准贴紧，相对设置的连接钢条对准贴紧，对准贴紧的连接槽之间形成的工字形槽通过连接工字钢连接，对准贴紧的连接钢条之间通过连接钢环连接，使预制带梁墙和连接工字钢连接为整体。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，为了实现预制墙和预制连梁的连接，在预制墙内预埋带连接件的剪力墙内锚固钢板，在预制连梁内预埋带连接件的连梁内置钢板；为了实现两片预制带梁墙的连接，在预制带梁墙内分别预埋带连接件的剪力墙内锚固钢板。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，带连接件的剪力墙内锚固钢板包括剪力墙内锚固钢板和工字钢连接件，剪力墙内锚固钢板的一侧与工字钢连接件垂直连接为一体，工字钢连接件的外侧设置连接槽和连接钢条，连接槽竖向设置，竖向设置的连接槽中部留有竖向缝隙，连接钢条于连接槽两侧对称布置；连接钢条为l形，连接钢条的一边垂直焊接在工字钢连接件上，连接钢条的另一边竖直向上。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，带连接件的连梁内置钢板包括连梁内置钢板和工字钢连接件，连梁内置钢板的两侧分别与工字钢连接件垂直连接为一体，工字钢连接件的外侧设置连接槽和连接钢条，连接槽竖向设置，竖向设置的连接槽中部留有竖向缝隙，连接钢条于连接槽两侧对称布置；连接钢条为l形，连接钢条的一边垂直焊接在工字钢连接件上，连接钢条的另一边竖直向上。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，连接工字钢的翼缘下侧内边缘倒角，连接槽的槽内侧尺寸小于连接工字钢的翼缘厚度1mm，在连接工字钢的翼缘安装到连接槽内时，二者产生较大的摩檫力。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，预制墙包括钢筋骨架、带连接件的剪力墙内锚固钢板和混凝土，带连接件的剪力墙内锚固钢板通过剪力墙内锚固钢板插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架周围；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，预制连梁包括钢筋骨架、带连接件的连梁内置钢板和混凝土，钢筋骨架设置于带连接件的连梁内置钢板的工字钢连接件之间、连梁内置钢板的外围，混凝土浇筑于钢筋骨架周围；钢筋骨架为预制连梁纵筋和预制连梁箍筋组成，矩形预制连梁箍筋平行排布，矩形预制连梁箍筋内侧四角分别设置预制连梁纵筋。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构，预制带梁墙包括钢筋骨架、带连接件的剪力墙内锚固钢板和混凝土，带连接件的剪力墙内锚固钢板通过剪力墙内锚固钢板插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架周围；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。

所述的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构的制作方法，该制作方法为以下两种之一：

(1)预制墙和预制连梁的制作和组装过程

预制墙的制作：首先绑扎预制剪力墙纵筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋，形成预制墙端部的约束边缘构件钢筋，然后绑扎其它预制剪力墙纵筋和预制剪力墙水平筋，最后绑扎预制剪力墙拉筋，形成预制墙的钢筋骨架；将带连接件的剪力墙内锚固钢板插入到钢筋骨架内，并将工字钢连接件焊接固定在预留剪力墙水平筋上；在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板，工字钢连接件位于预制剪力墙模板外侧；在预制剪力墙模板内浇筑混凝土，养护后拆除预制剪力墙模板，形成预制墙；

预制连梁的制作：首先在连梁内置钢板周围绑扎预制连梁纵筋和预制连梁箍筋，并将连梁纵筋焊接在工字钢连接件上；在钢筋骨架外支撑预制连梁模板，工字钢连接件位于预制连梁模板外侧；在预制连梁模板内浇筑混凝土，养护后拆除预制连梁模板，形成预制连梁；

预制墙和预制连梁的组装：将预制连梁吊至两片预制墙之间，预制墙的工字钢连接件上的连接槽和预制连梁的工字钢连接件上的连接槽对准贴紧，预制墙的连接钢条和预制连梁的连接钢条对准贴紧，将连接钢环套入两个对紧的连接钢条上，再将连接工字钢插入两个连接槽组成的工字形槽内，连接锁紧后形成连接组合后结构；在预制墙和预制连梁连接处的外侧支撑u型模板，u型模板的开口向上，并保证u型模板与预制连梁和预制墙连接紧密，然后在u型模板内灌注灌浆料，直至灌浆料充满预制构件灌浆缝的u型模板，待灌浆料凝固后，拆除u型模板，完成预制连梁与预制墙的拼接；

(2)两片预制带梁墙的制作和组装过程

预制带梁墙的制作：首先绑扎预制剪力墙纵筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋，形成预制带梁墙端部的约束边缘构件钢筋，然后绑扎其它预制剪力墙纵筋和预制剪力墙水平筋，最后绑扎预制剪力墙拉筋，形成预制带梁墙的钢筋骨架；将带连接件的剪力墙内锚固钢板插入到钢筋骨架内，并将工字钢连接件焊接固定在预留剪力墙水平筋上；在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板，工字钢连接件位于预制剪力墙模板外侧；在预制剪力墙模板内浇筑混凝土，养护后拆除预制剪力墙模板，形成预制带梁墙；

两片预制带梁墙的组装：将两片预制带梁墙吊装就位，两片预制带梁墙的工字钢连接件上的连接槽对准贴紧，两片预制带梁墙的连接钢条对准贴紧，将连接钢环套入两个对紧的连接钢条上，再将连接工字钢插入两个连接槽组成的工字形槽内，连接锁紧后形成连接组合后结构；在两片预制带梁墙连接处的外侧支撑u型模板，u型模板的开口向上，并保证u型模板与两片预制带梁墙连接紧密，然后在u型模板内灌注灌浆料，直至灌浆料充满预制构件灌浆缝的u型模板，待灌浆料凝固后，拆除u型模板，相对设置的两片预制带梁墙之间，通过连接工字钢和灌浆料连接，完成两片预制带梁墙的拼接。

本发明将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙具有以下优点和有益效果：

①本发明将混凝土结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法，各构件拆分位置合理，便于构件制作和运输；

②本发明在力学性能上，能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，同时连接处均采用钢材，连接处不易破坏，满足结构设计中“强连接”的设计要求；

③本发明在结构上，预制连梁和预制墙通过工字钢连接件实现二者内置钢板的连接，通过连接钢环和连接钢条实现预制连梁和预制墙受力钢筋的连接，连接结构有一定的延性，抗震性能好，同时，本发明适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用范围更广；

④本发明在施工上无焊接，便于构件制作、运输和吊装安装，在装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高；

⑤本发明预制构件间灌浆料宽度小，现场湿作业少，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。

附图说明

图1是剪力墙内锚固钢板和连接槽三维图。

图2是连接钢条三维图。

图3是带连接件的剪力墙锚固钢板(简称墙钢板)的三维图。

图4是预制剪力墙配筋的三维图。

图5是墙钢板与图4连接完成的三维图。

图6是预制剪力墙模板支撑完成的三维图。

图7是预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)制作完成的三维图。

图8是连梁内置钢板和连接槽三维图。

图9是带连接件的连梁内置钢板(简称梁钢板)的三维图。

图10是预制连梁内的钢筋和梁钢板绑扎完成的三维图。

图11是预制连梁模板支撑完成的三维图。

图12是预制带连接件的内置钢板混凝土连梁(简称预制连梁)的三维图。

图13是连接工字钢的三维图。

图14是连接钢环的三维图。

图15是预制墙和预制连梁的装配过程三维图。

图16是预制墙与预制连梁连接完成的三维图。

图17是连预制墙与预制连梁接处的细部三维图。

图18是u型模板三维图。

图19是将u型模板固定于梁端的三维图。

图20是预制连梁与预制墙装配完成的三维图。

图21是预制带一半连梁的剪力墙(简称预制带梁墙)制作完成的三维图。

图22是两片预制带梁墙连接完成的三维图。

图23是两片预制带梁墙装配完成的三维图。

图中，1剪力墙内锚固钢板；2连接槽；3连接钢条；4工字钢连接件；5带连接件的剪力墙内锚固钢板；6预制剪力墙纵筋；7预制剪力墙水平筋；8预制剪力墙拉筋；9预制剪力墙约束边缘构件箍筋；10预制剪力墙模板；11预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)；12连梁内置钢板；13带连接件的连梁内置钢板；14预制连梁纵筋；15预制连梁箍筋；16预制连梁模板；17预制带连接件的钢板混凝土连梁(简称预制连梁)；18连接工字钢；19连接钢环；20、u型模板；21灌浆料；22预制带梁墙。

具体实施方式

如图1至图23所示，本发明钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构、制作及装配方法，包括两种具体实施方式，具体如下：

(一)图1-图20所示，当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在预制连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制墙11和一根预制连梁17构成的结构拆分拼装体系。

(1)如图1-图3和图8-图9所示，为了实现预制墙11和预制连梁17的连接，在预制墙11内预埋带连接件的剪力墙内锚固钢板5，在预制连梁17内预埋带连接件的连梁内置钢板13。

如图1-图3所示，带连接件的剪力墙内锚固钢板5包括剪力墙内锚固钢板1和工字钢连接件4，剪力墙内锚固钢板1的一侧与工字钢连接件4垂直连接为一体，工字钢连接件4的外侧设置连接槽2和连接钢条3，连接槽2竖向设置，竖向设置的连接槽2中部留有竖向缝隙，连接钢条3于连接槽2两侧对称布置；其中，连接槽2、工字钢连接件4、剪力墙内锚固钢板1在工厂制作为一整体(如图1)，连接钢条3为l形，连接钢条3的一边垂直焊接在工字钢连接件4上，连接钢条3的另一边竖直向上。

如图8-图9所示，带连接件的连梁内置钢板13包括连梁内置钢板12和工字钢连接件4，连梁内置钢板12的两侧分别与工字钢连接件4垂直连接为一体，工字钢连接件4的外侧设置连接槽2和连接钢条3，连接槽2竖向设置，竖向设置的连接槽2中部留有竖向缝隙，连接钢条3于连接槽2两侧对称布置；其中，连接槽2、工字钢连接件4、连梁内置钢板12在工厂制作为一整体(如图8)，连接钢条3为l形，连接钢条3的一边垂直焊接在工字钢连接件4上，连接钢条3的另一边竖直向上。

剪力墙内锚固钢板1的长度、连接槽2和工字钢连接件4中钢板的厚度、长度和宽度根据预制连梁17中连梁内置钢板传递弯矩引起正应力的大小计算确定，同时工字钢连接件4的宽度需比预制连梁17的宽度小，小于的尺寸大于等于规范规定的钢板所需的保护层厚度，以满足注浆和防止连接钢板腐蚀的要求。

如图13所示，连接工字钢18的翼缘下侧内边缘倒角，连接槽2的槽内侧尺寸小于连接工字钢18的翼缘厚度1mm，保证连接工字钢18的翼缘安装到连接槽2内时，二者产生较大的摩檫力；如图14所示，连接钢环19的尺寸和形状需根据连接钢条3的尺寸和形状确定。连接工字钢18和连接钢条3的尺寸和形状根据预制连梁纵筋14传递弯矩的大小确定。

(2)如图4-图7所示，预制墙11主要包括钢筋骨架、带连接件的剪力墙内锚固钢板5和混凝土，带连接件的剪力墙内锚固钢板5通过剪力墙内锚固钢板1插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架周围；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋6、预制剪力墙水平筋7、预制剪力墙拉筋8和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9组成，两排预制剪力墙纵筋6平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙水平筋7连接，相对设置的预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙拉筋8连接，两排预制剪力墙纵筋6的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋9。

预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)11的制作过程如图4-图7。

如图4所示，首先绑扎预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9，形成预制墙11端部的约束边缘构件钢筋，然后绑扎其它预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙水平筋7，最后绑扎预制剪力墙拉筋8，形成预制墙11的钢筋骨架。

如图5所示，将带连接件的剪力墙内锚固钢板5插入到钢筋骨架内，并将工字钢连接件4焊接固定在预留剪力墙水平筋7上。

如图6所示，在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板10，工字钢连接件4位于预制剪力墙模板10外侧。

如图7所示，在预制剪力墙模板10内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制剪力墙模板10，形成预制墙11。

(3)如图10-图12所示，预制连梁17包括钢筋骨架、带连接件的连梁内置钢板13和混凝土，钢筋骨架设置于带连接件的连梁内置钢板13的工字钢连接件4之间、连梁内置钢板12的外围，混凝土浇筑于钢筋骨架周围；钢筋骨架为预制连梁纵筋14和预制连梁箍筋15组成，矩形预制连梁箍筋15平行排布，矩形预制连梁箍筋15内侧四角分别设置预制连梁纵筋14。

预制带连接件的连梁(简称预制连梁)17的制作过程如图10-图12。

如图10所示，首先在连梁内置钢板12周围绑扎预制连梁纵筋14和预制连梁箍筋15，并将连梁纵筋14焊接在工字钢连接件4上。

如图11所示，在钢筋骨架外支撑预制连梁模板16，工字钢连接件4位于预制连梁模板16外侧。

如图12所示，在预制连梁模板16内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制连梁模板16，形成预制连梁17。

(4)如图13-图15所示，预制墙11和预制连梁17采用连接工字钢18和连接钢环19连接，连接工字钢18分别与预制墙11和预制连梁17一侧上部的连接槽2配合，连接钢环19分别与预制墙11和预制连梁17一侧上部的连接钢条3配合。连接工字钢18和连接钢环19用于传递预制墙11和预制连梁17之间的弯矩、剪力。

(5)预制墙11和预制连梁17的组装过程如图15-图20。

如图15所示，将预制连梁17吊至两片预制墙11之间，预制墙11的工字钢连接件4上的连接槽2和预制连梁17的工字钢连接件4上的连接槽2对准贴紧，预制墙11的连接钢条3和预制连梁17的连接钢条3对准贴紧，将连接钢环19套入两个对紧的连接钢条3上，再将连接工字钢18插入两个连接槽2组成的工字形槽内，连接锁紧后形成连接组合后结构，见图16-图17。

如图18-图20所示，在预制墙11和预制连梁17连接处的外侧支撑u型模板20，u型模板20的开口向上，并且通过玻璃胶或其它材料，保证u型模板20与预制连梁17和预制墙11连接紧密，然后在u型模板20内灌注灌浆料21，直至灌浆料21充满预制构件灌浆缝的u型模板20，待灌浆料21凝固后，拆除u型模板20，完成预制连梁17与预制墙11的拼接。

该种拆分拼装方式，传力机理为：连接工字钢18插入连接槽2内、将连梁内置钢板12承担的弯矩传递到剪力墙内锚固钢板1；预制墙11预制连梁的连接钢条3通过连接钢环19锁紧，将预制连梁纵筋14承担的弯矩传递到与工字钢连接件4焊接的预制剪力墙水平筋7；预制连梁17和预制墙11间的剪力通过灌浆料21与灌浆料21周围接触的部分的摩擦力和咬合力，及连接工字钢18与工字钢连接件4间的摩檫力传递。

(二)如图21-图23所示，当装配式混凝土框剪结构中剪力墙的连梁长度小于3m或工程有明确要求时，在预制连梁的跨中位置拆分，形成由两片预制带梁墙22的结构拆分拼装体系。

该方式的钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构主要包括预制带梁墙22、连接工字钢18、灌浆料21等，具体结构如下：

两片预制带梁墙22的工字钢连接件4上的连接槽2对准贴紧，两片预制带梁墙22的连接钢条3对准贴紧，将连接钢环19套入两个对紧的连接钢条3上，再将连接工字钢18插入两个连接槽2组成的工字形槽内，连接锁紧后形成连接组合后结构。

如图21所示，预制带梁墙22的结构、制作和装配方法可参考(一)方式操作、传力机理与(一)方式相同。组装时，先将两片预制带梁墙22吊装就位，相对设置的两片预制带梁墙22之间，通过连接工字钢18和灌浆料21连接。

在两片预制带梁墙22连接处的外侧支撑u型模板20，u型模板20的开口向上，并且通过玻璃胶或其它材料，保证u型模板20与两片预制带梁墙22连接紧密，然后在u型模板20内灌注灌浆料21，直至灌浆料21充满预制构件灌浆缝的u型模板20，待灌浆料21凝固后，拆除u型模板20，完成两片预制带梁墙22的拼接。

实施结果表明，本发明钢板混凝土剪力墙连梁拆分结构、制作及装配方法，将混凝土结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法：在力学性能上，能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，满足结构设计中“强连接”的设计要求；在结构上，预制连梁和预制墙通过工字钢连接件实现二者内置钢板的连接，通过连接钢环和连接钢条实现预制连梁和预制墙受力钢筋的连接，连接结构有一定的延性，抗震性能好，同时，本发明适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用范围更广；在施工上，无焊接，便于构件制作、运输和吊装安装，在装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高；预制构件间灌浆料宽度小，现场湿作业少，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。