内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢板剪力墙及其施工方法，特别是一种内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙及施工方法。
【背景技术】
[0002]随着城市建筑物规模不断的增加和抗震技术的要求，钢板剪力墙的应用越多，常用的钢板剪力墙为外包钢框，内浇筑混凝土的方式，但是此构造形式存在一些问题，比如混凝土存在收缩和徐变的问题，尤其对大尺寸钢板剪力墙，内部体积较大的混凝土在收缩之后，与钢板之间存在微裂缝，这样可能导致混凝土和钢板无法同时受力，达到预定的受力效果O
[0003]为解决上述问题，也出现一种大截面钢板剪力墙如图1所示，其构造形式包括外包钢板I围合成的钢框，钢框内浇筑有混凝土 2，此结构形式在一定程度上增强了限制了混凝土的收缩，增加了外钢框和内混凝土的整体性，此结构形式适用于剪力墙截面尺寸较大的情况。
[0004]上述结构在具体实施过程中，存在如下问题:从结构受力角度，上述结构形式由于大面积的混凝土无约束的钢筋，在外部荷载作用下，其中部首先破坏，如图2所示，从图中可以看到在外荷载F作用下，变形曲线一 12中部的曲率非常大，出现凸肚现象。那为何不给大面积的混凝土也增加横向约束，提高其抗压强度呢，其根源在于，大截面钢板剪力墙钢筋部分的施工需要进入钢框内，工人进入钢框内施工空间狭小，作业时间长，而且施工现场往往为多工种交叉作业很容易发生事故。因此，在现有的大截面钢板剪力墙的离散分布的连续钢筋施加横向约束在现场无法实施。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙及施工方法，要解决的技术问题是增强现有的大截面钢板剪力墙的抗压强度，提高其承载力并降低其施工难度，提高施工效率和施工安全性的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙，包括混凝土、内部预制有断续钢筋笼的长宽比大于等于3的钢框和连续钢筋笼；所述内部预制有断续钢筋笼的钢框为断续钢筋笼、巨型钢框和拉结件组成的整体；所述巨型钢框内部被横向竖隔板分隔成若干个腔体，每个腔体内沿高度方向间隔设置有横向分隔板，所述断续钢筋笼位于相邻横向分隔板之间，其通过拉结件与巨型钢框内壁连接成整体；所述连续钢筋笼沿腔体长度通长设置，所述横向分隔板中部有供连续钢筋笼穿过的孔洞。
[0007]进一步地，所述横向分隔板中心孔洞的整体件或以钢框中心为中心放射状分布的多个独立件。
[0008]进一步地，所述外包钢板或/和横向竖隔板表面焊接有栓钉。
[0009]进一步地，所述横向分隔板在同一位置设置至少一层。
[0010]进一步地，所述横向分隔板沿所述腔体高度方向的设置间距为0.2m?30m。
[0011]进一步地，所述拉结件为直的短钢筋、端部带弯头的短钢筋、钢垫块或者卡子。
[0012]一种上述的内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙的施工方法，其步骤如下:
步骤一，将外包钢板、横向竖隔板、横向分隔板焊接形成多个巨型钢框模块；
步骤二，将大箍筋、非通长的纵向钢筋焊接形成断续钢筋笼；同时将通长的纵向钢筋和小箍筋焊接形成连续钢筋笼；
步骤三，将断续钢筋笼放入巨型钢框模块，并与巨型钢框模块内壁焊接形成整体； 步骤四，形成不同长度规格的多个巨型钢框模块标准节；
步骤五，将多个巨型钢框模块标准节及连续钢筋笼运送至施工现场，并在现场将巨型钢框模块标准节拼合成多腔钢框标准节，然后多腔钢框标准节续接成整根剪力墙子；步骤六，将连续钢筋笼吊入剪力墙子的中空部分；
步骤七，浇筑混凝土，使混凝土、连续钢筋笼、断续钢筋笼及腔体形成整体。
[0013]其中，所述断续或连续钢筋笼的焊接也可在多腔钢框标准节运送至现场后焊接，此时相应省略连续钢筋笼运送环节。
[0014]其中，所述步骤三中，将断续钢筋笼与腔体内壁焊接时，预先在腔体内壁间隔焊接连接件。
[0015]其中，所述步骤一中，将外包钢板和横向竖隔板、横向分隔板焊接形成多个巨型钢框模块时，预先在钢板表面焊接栓钉。
[0016]与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明提出了一种新型的钢板剪力墙结构形式，此结构由于将巨型钢框和断续的钢筋笼设置为一体，既满足了给断续纵向钢筋施加横向约束，提高钢框混凝土巨剪力墙抗压强度和抗剪强度。比如在轴力作用下，钢板剪力墙腰部的非连续钢筋起到约束作用，提高轴向受力性能。如果是在剪力作用下，多腔钢管混凝土剪力墙为钢板受剪，钢筋混凝土部分也可受剪。原外包钢板剪力墙内部为素混凝土，且存在微裂缝，剪力远远小于钢筋混凝土的抗剪承载力。
[0017]同时，无需或减少钢框内施工，提高的施工效率，降低了施工难度，减少的事故的发生率。
[0018]通过给断续纵向钢筋施加横向约束使钢框和混凝土在施工和正常使用阶段能够紧密接触，充分发挥钢框对混凝土的约束作用，充分减少混凝土收缩对承载力带来的不利影响。
[0019]本发明提出了一种新型的钢板剪力墙结构形式具有良好的抗震性能。首先，多腔钢框对混凝土形成多腔空间约束，同时，传统钢板剪力墙破坏主要是发生在剪力墙的中部区域，本新型剪力墙通过非连通纵筋在中部设置的箍筋，起到加强中部混凝土约束的作用，能够进一步提高钢板剪力墙的抗震的承载力和延性。
[0020]本发明提出了一种新型的钢板剪力墙其内部的钢筋笼包括连续钢筋笼和断续的钢筋笼，断续的钢筋笼与混凝土一起构成内置的钢筋半连通的钢筋混凝土部分，在火灾中，外包钢板首先失效，但是内置的钢筋混凝土部分构成钢筋混凝土剪力墙，能够继续承担火灾中的荷载，从而有效提高结构的防火能力。
[0021]在施工过程中，本发明提供的施工方法非连通纵筋和箍筋可以预加工成钢筋笼，通过连接件与钢框焊接到一起，直接运输到施工现场，连通钢筋和箍筋也可以预加工为钢筋笼，钢板也是预加工，可以有效提高施工质量，缩短施工时间。
[0022]本发明可广泛应用于超高层大跨度结构中。
【附图说明】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0024]图1现有的大截面钢板剪力墙纵剖图。
[0025]图2是现有的大截面钢板剪力墙在外荷载作用下的变形示意图。
[0026]图3是本申请大截面钢板剪力墙纵剖图。
[0027]图4是图3的A-A横剖视图。
[0028]图5是图3的B-B横剖视图。
[0029]图6为施工方法流程图。
[0030]图7是内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙的受力变形示意图。
[0031]附图标记:I 一外包钢板、2 —横向隔板、3 —小箍筋、4 一通长的纵向钢筋、5 —大箍筋、6 —非通长的纵向钢筋、7 —混凝土、8 —拉结件、9 一横向竖隔板、11 一连续纵向钢筋、
12一变形曲线一、13 —变形曲线二。
【具体实施方式】
[0032]为详细说明本发明的技术方案，下面结合附图给出具体的实施例。
[0033]实施例一参见图3、图4和图5，是一种内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙，包括内部预制有断续钢筋笼的长宽比大于等于3的钢框和连续钢筋笼；所述内部预制有断续钢筋笼的钢框由断续钢筋笼、巨型钢框和拉结件8组成的整体；所述巨型钢框内部被横向竖隔板9分隔成若干个腔体，每个腔体内沿高度方向间隔设置有横向分隔板2，所述断续钢筋笼位于相邻横向分隔板2