装配式钢混凝土组合剪力墙及施工方法

1.本发明涉及装配式建筑，具体涉及一种装配式建筑的墙体以及装配式施工方法。


背景技术：

2.目前，在装配式建筑领域，装配式剪力墙主要有等同现浇的预制钢筋混凝土剪力墙和钢板组合剪力墙两种形式。
3.第一种等同现浇的预制钢筋混凝土剪力墙的墙身段一般是在工厂加工制作而成，运输至现场吊装就位并支设斜撑固定，然后在现场对边缘构件绑扎钢筋、支设模板和支撑并浇筑混凝土形成。该类剪力墙的墙身构件一般为预制混凝土剪力墙，重量一般较大，对起吊设备要求较高；而竖向连接采用套筒连接，连接质量也无法有效检测，连接可靠性无法保证；此在还存在边缘构件需要在现场绑扎钢筋、支设模板和支撑，现场投入的工人数量多、工作量较大等缺陷。
4.第二种钢板组合剪力墙是由边缘构件和墙身段一体组成，在工厂加工制作而成，运输至现场安装就位后采用对接焊接连接，然后浇筑混凝土形成。该类剪力墙外围由钢板围合组成，外围钢板可通过对拉螺栓、隔板、栓钉等连接而成，构件尺寸较大，在加工、运输及吊装过程中容易变形，且耗钢量较大，成本较高。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明首先提供一种钢-混凝土组合剪力墙，其适用于剪力墙结构、框架-剪力墙结构，框架-核心筒结构等体系，其主要由边缘构件和墙身段组成；边缘构件和墙身段均可在工厂由钢材、钢筋等加工而成，再分别运输至施工现场进行装配组装施工，待施工楼层所有构件施工就位后便可浇筑混凝土，即形成装配式钢-混凝土组合剪力墙，是一种高效的装配式竖向构件，符合建筑产业化发展方向和装配式思想。
6.其技术方案如下：
7.一种装配式钢混凝土组合剪力墙，包括中间墙体和两个端部墙体，所述中间墙体位于两个所述端部墙体之间，其要点是：所述中间墙体包括两个竖向且正对设置的中间面板，两个所述中间面板之间连接有两个边框板，所述边框板竖向设置，两个所述边框板分别靠近两个所述端部墙体，两个所述中间面板和两个所述边框板围成中间浇筑区；
8.在所述中间浇筑区内分布有若干第一竖向钢筋和若干横向钢筋，所述第一竖向钢筋和所述横向钢筋相互焊接，所述第一竖向钢筋竖向设置，所述横向钢筋水平设置，在两个所述边框板上对应所述横向钢筋的端部分别设有穿孔，所述横向钢筋的两端分别向外穿过所述穿孔并伸入所述端部墙体内；
9.所述端部墙体包括两个竖向且正对设置的端部面板，两个所述端部面板与两个所述中间面板一一对应，所述端部面板与所述中间面板平行，所述端部面板的内侧竖向边缘与所述中间面板对应的竖向边缘拼接，两个所述端部面板之间连接有封口板，该封口板竖向设置，该封口板的两个竖向边缘分别与两个所述端部面板的内侧面连接，所述封口板、两
个所述端部面板与对应的所述边框板之间围成端部浇筑区；
10.在所述端部浇筑区内还竖向设有若干第二竖向钢筋，所述第二竖向钢筋与所述横向钢筋的伸出端焊接；
11.在所述中间浇筑区和所述端部浇筑区内一体化浇筑有混凝土。
附图说明
12.图1为本发明的立体结构示意图；
13.图2为本发明的平面结构示意图；
14.图3为图2的i部放大图；
15.图4为中间墙体1的立体结构示意图；
16.图5为中间墙体1的平面结构示意图；
17.图6为边框板12的结构示意图；
18.图7为第一竖向钢筋13、若干横向钢筋14、桁架钢筋16和第二竖向钢筋23的连接关系示意图；
19.图8为实施例3的结构示意图。
具体实施方式
20.以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
21.实施例1：
22.如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种装配式钢混凝土组合剪力墙，包括中间墙体1和两个端部墙体2，所述中间墙体1位于两个所述端部墙体2之间；
23.所述中间墙体1包括两个竖向且正对设置的中间面板11，两个所述中间面板11之间连接有两个边框板12，所述边框板12竖向设置，两个所述边框板12分别靠近两个所述端部墙体2，两个所述中间面板11和两个所述边框板12围成中间浇筑区，在所述边框板12的内外两侧分别沿其长度方向设有若干剪力钉3；
24.在所述中间浇筑区内分布有若干第一竖向钢筋13和若干横向钢筋14，所述第一竖向钢筋13和所述横向钢筋14相互焊接，所述第一竖向钢筋13竖向设置，所述横向钢筋14水平设置，在两个所述边框板12上对应所述横向钢筋14的端部分别设有穿孔12a，所述横向钢筋14的两端分别向外穿过所述穿孔12a并伸入所述端部墙体2内。
25.所述端部墙体2包括两个竖向且正对设置的端部面板21，两个所述端部面板21与两个所述中间面板11一一对应，所述端部面板21与所述中间面板11平行，所述端部面板21的内侧竖向边缘与所述中间面板11对应的竖向边缘拼接，两个所述端部面板21之间连接有封口板22，该封口板22竖向设置，该封口板22的两个竖向边缘分别与两个所述端部面板21的外侧边缘连接，所述封口板22和两个所述端部面板21形成槽状结构，其槽口朝向所述中间墙体1，所述封口板22、两个所述端部面板21与对应的所述边框板12之间围成端部浇筑区，在所述封口板22的内壁沿其长度方向设有两列剪力钉组，所述剪力钉组包括若干剪力钉3；在所述端部浇筑区内还竖向设有若干第二竖向钢筋23，所述第二竖向钢筋23与所述横向钢筋14的伸出端焊接；
26.在所述中间浇筑区和所述端部浇筑区内一体化浇筑有混凝土。
27.为了提高第一竖向钢筋13、横向钢筋14的整体效果，二者以规则的方式布置在中间浇筑区内。具体的，所述第一竖向钢筋13和所述横向钢筋14焊接形成两张钢筋网片，两张所述钢筋网片分别靠近两个所述中间面板11，所述钢筋网片与对应的所述中间面板11平行；
28.所述第一竖向钢筋13相对远离对应的所述钢筋网片，所述横向钢筋14相对靠近对应的所述钢筋网片，所述横向钢筋14与对应的所述中间面板11之间留有浇筑间隙，两张所述钢筋网片上的第一竖向钢筋13一一正对设置，两张所述钢筋网片上的横向钢筋14一一正对设置；
29.所述横向钢筋14的两端分别朝向另一张所述钢筋网片弯折，两张所述钢筋网片上相对应的所述横向钢筋14的端部焊接形成矩形支撑框，所述矩形支撑框处于水平状态；
30.在所述边框板12上沿竖向分布有若干条形的所述穿孔12a，条形的所述穿孔12a沿水平走向，所述穿孔12a与所述矩形支撑框一一对应，所述矩形支撑框穿过条形的所述穿孔12a后进入所述端部浇筑区，条形的所述穿孔12a的长度等于所述矩形支撑框的宽度，所述矩形支撑框卡设在所述穿孔12a内以保持稳定，紧靠所述边框板12的内侧面设有所述第一竖向钢筋13，在所述端部浇筑区内对应每张所述钢筋网片分别设有所述第二竖向钢筋23。
31.在所述中间浇筑区内从上至下还分布有若干桁架钢筋16，在上下相邻的两个所述矩形支撑框之间分别设有一个所述桁架钢筋16，所述桁架钢筋16包括若干水平间隔设置的第一支撑段、若干水平间隔设置的第二支撑段和若干水平间隔设置的斜支撑段；
32.所述第一支撑段和所述第二支撑段分别与所述中间面板11平行；
33.同一所述桁架钢筋16的所有所述第一支撑段位于同一水平直线上，所有所述第一支撑段与一个所述中间面板11的内表面焊接；
34.同一所述桁架钢筋16的所有所述第二支撑段位于同一水平直线上，所有所述第二支撑段与另一个所述中间面板11的内表面焊接；
35.同一所述桁架钢筋16的所述第一支撑段和所述第二支撑段在水平方向依次间隔设置，同一所述桁架钢筋16上相邻的所述第一支撑段和所述第二支撑段之间连接有所述斜支撑段，最外侧所述第一支撑段或所述第二支撑段也分别连接有所述斜支撑段，所述斜支撑段的两端分别朝向两个所述中间面板11，所述斜支撑段的端部分别与对应的所述第一支撑段的端部或所述第二支撑段的端部连接；
36.所述第一支撑段与其两端的所述斜支撑段连接形成第一梯形受力框，所述第一梯形受力框内设有两个所述第一竖向钢筋13，两个所述第一竖向钢筋13分别靠近对应的所述斜支撑段；
37.所述第二支撑段与其两端的所述斜支撑段连接形成第二梯形受力框，所述第二梯形受力框内设有两个所述第一竖向钢筋13，两个所述第一竖向钢筋13分别靠近对应的所述斜支撑段；
38.所述斜支撑段、所述第一支撑段和所述第二支撑段依次连接形成蛇形的所述桁架钢筋16，所述桁架钢筋16布置在水平方向，所述斜支撑段与横向钢筋14焊接；
39.所有所述第一支撑段固定在同一个所述中间面板11的内表面，所有所述第二支撑段固定在另一个所述中间面板11的内表面，所述桁架钢筋16分为若干第一朝向桁架和若干第二朝向桁架，所有所述第一朝向桁架竖向正对设置，所有所述第二朝向桁架竖向正对设
置，上下相邻设置的两个所述桁架钢筋16的所述第一支撑段和所述第二支撑段在水平方向依次间隔设置。
40.为了使中间墙体1和两个端部墙体2组装后的受力性能更好、稳定性更好，同时为了避免浇筑混凝土时渗浆；在所述中间面板11的竖向边缘向所述端部墙体2延伸形成外侧抵靠条15，所述端部面板21的内侧竖向边缘向所述端部墙体2的内部弯折形成内侧抵靠条24，该内侧抵靠条24位于所述外侧抵靠条15的内侧，所述内侧抵靠条24与所述外侧抵靠条15相互贴合抵靠，所述外侧抵靠条15的竖向边缘与所述端部面板21之间的竖向缝隙焊接封闭。
41.作为其中一种具体的实施方式，两个所述中间面板11之间连接有两个工字钢，所述工字钢竖向设置，所述工字钢的腹板与所述中间面板11垂直，所述工字钢的两个翼板分别与两个所述中间面板11对应，所述工字钢的翼板外壁与对应的所述中间面板11的外壁平齐，所述工字钢的一个翼板边缘与对应的所述中间面板11焊接，所述工字钢的另一个翼板形成所述外侧抵靠条15，所述工字钢的腹板形成所述边框板12。
42.其中，中间面板11可以采用较薄的钢板，一般不参与受力，可取0.5mm后钢板，其仅在浇筑混凝土时充当模板作用。根据墙体的实际构造，在所述端部墙体2还连接有转角模块4，所述转角模块的构造形式很多，在此不做赘述。
43.实施例2：
44.一种实施例1中所述的装配式钢混凝土组合剪力墙的施工方法，包括：
45.步骤一、预制中间浇筑体系
46.步骤1.1、将所有所述第一竖向钢筋13和所述横向钢筋14焊接形成两张所述钢筋网片，期间在两张所述钢筋网片上套装所述桁架钢筋16；之后再将所述横向钢筋14的两端分别朝向另一张所述钢筋网片弯折，并焊接出所述矩形支撑框，所述钢筋网片和桁架钢筋16形成钢筋笼；
47.步骤1.2、在所述边框板12上对应每个所述矩形支撑框设置所述穿孔12a，再将两个所述边框板12分别套装在所述钢筋笼的左右两侧，使所述边框板12与位于最外侧的所述第一竖向钢筋13保持抵靠；
48.最后，将所述中间面板11置于所述钢筋笼的两侧，并将其与两个所述边框板12以及所述桁架钢筋16对应的位置焊接，并预留所述外侧抵靠条15；
49.步骤1.3、在矩形支撑框的穿出端对应每张所述钢筋网片分别焊接所述第二竖向钢筋23；
50.步骤二、预制端部浇筑体系
51.将所述端部面板21和所述封口板22连接到位，并预留所述内侧抵靠条24；
52.步骤三、组装剪力墙浇筑体系
53.将端部浇筑体系和中间浇筑体系拼装，使端部面板21和所述中间面板11对应，并使所述内侧抵靠条24与所述外侧抵靠条15相互贴合抵靠，最后将所述外侧抵靠条15的边缘与所述端部面板21之间的竖向缝隙焊接封闭；
54.步骤四、浇筑
55.将组装剪力墙浇筑体系吊装到位后，向所述中间浇筑区和所述端部浇筑区内浇筑混凝土，固化后成型。
56.与现有技术相比，本发明的有益效果是：其形成的装配式钢混凝土组合剪力墙与等同现浇的预制钢筋混凝土剪力墙相比，有如下技术优势：构件重量轻、施工吊装方便；墙体竖向采用现浇混凝土连接，比预制剪力墙采用套筒连接更可靠；整体构件为工厂加工，减少了现场人工数量，加快施工进度；整个构件安装施工免模板免支撑，施工便捷，节约成本。解决了预制钢筋混凝土剪力墙中构件重、竖向连接可靠性差、现场绑扎钢筋支模板设支撑等问题。
57.实施例3：
58.一种装配式钢混凝土组合剪力墙与楼板的连接结构，结合图8可以看出，包括实施例1的装配式钢混凝土组合剪力墙，其中所述中间墙体1的下部向下延伸超过所述端部墙体2的下边缘，所述端部墙体2的上部分别向上延伸超过所述中间墙体1的上边缘，在所述中间墙体1的上部绑扎有连接钢筋17，所述连接钢筋17呈矩形，所述连接钢筋17的下部与所述第一竖向钢筋13的上端绑扎，所述连接钢筋17的上部向上伸出所述中间墙体1；
59.在端部墙体2的外壁固定有楼板浇筑支撑件，所述楼板浇筑支撑件靠近所述中间墙体1的上端，还包括楼板浇筑底模板，所述楼板浇筑底模板的边缘搭接固定在所述楼板浇筑支撑件上，在所述楼板浇筑底模板上浇筑有楼板，所述楼板被分布有若干应力钢筋，所述应力钢筋与所述连接钢筋17交错绑扎，所述连接钢筋17的上部向上伸出所述楼板，所述连接钢筋17的上部用于与上一层的所述中间墙体1的底部对接，具体是与上一层所述中间墙体1所述第一竖向钢筋13的下端绑扎。
60.采用本发明，其形成的装配式钢混凝土组合剪力墙与钢板组合剪力墙相比，有如下技术优势：墙身段节省了钢材用量；减少了现场对接焊缝长度；减少了防腐防火涂料用量；无需大面积涂刷防火涂料，降低了施工难度；小型轻量化构件运输吊装，整体性好不会发生构件变形；钢边缘构件焊缝与混凝土墙身现浇缝错开，构件整体性更好；钢-混凝土组合构件，抗侧刚度增大，舒适度较好。解决了钢板组合剪力墙中钢材用量大、焊接工作量大、防腐防火涂料用量大、防火涂料大面积施工困难、构件变形等问题。
61.更重要的是，本发明首次明确将开口式钢构件(端部墙体2)作为剪力墙边缘构件，将带加强钢边框(边框板12)和金属模板(中间面板11)的水平竖向钢筋笼形成的钢筋混凝土墙体(中间墙体1)作为剪力墙的墙身段，二者组合后形成钢-混凝土组合剪力墙，能实现开口式钢构件封闭处理，改善了开口式钢边缘构件的受力缺陷，且墙身段(中间墙体1)的水平钢筋可伸入封闭式钢边缘构件(端部墙体2)内锚固，整体性较好，充分发挥钢结构和混凝土结构的材料性能优势。更能满足现场装配化施工、免模板免支撑的技术要求。
62.最后需要说明的是，本发明不限于一字型钢-混凝土组合剪力墙，还可以通过改变端部墙体2的构造形成l型、t型、槽型等钢-混凝土组合剪力墙构件。上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。