装配式h型钢部分外包混凝土柱－耗能钢板剪力墙结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种装配式H型钢部分外包混凝土柱－耗能钢板剪力墙结构，包括边框柱、横向梁和剪力墙；所述边框柱包括H型钢、沿所述H型钢长度方向固定在H型钢两侧翼缘板上的若干个横向拉杆，填充于H型钢腹板与翼缘板形成的容置腔内的混凝土，焊接在梁柱连接处的边板，以及焊接在H型钢的翼缘板上的附带板；所述横向梁H型钢板、沿H型钢板长度方向固定在H型钢板两侧翼缘板上的约束拉杆，以及固定在H型钢板末端的端板；所述剪力墙为钢板，其两端分别通过夹板与附带板固定连接。本发明可以有效地改善框架剪力墙的抗震性能和变形能力；能有效降低结构自重，减小地震响应，压缩基础费用，特别适用于对已有建筑的加固改造。
【专利说明】
装配式H型钢部分外包混凝±柱一耗能钢板剪力墙结构
技术领域
[0001] 本发明属于建筑领域，尤其是一种装配式H型钢部分外包混凝±柱一耗能钢板剪 力墙结构。
【背景技术】
[0002] 剪力墙主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载，是高层建筑结构中常用的一 种水平抗侧力构件。在目前超高层结构设计中流行的框剪及筒中筒体系自身存在着缺陷， 钢筋混凝±剪力墙或核屯、筒与钢框架的延性及刚度严重不匹配。强震作用下，由于作为第 一道抗震防线的钢筋混凝上剪力墙或核屯、筒承担了85%的水平地震力，很快因开裂、压碎 而导致刚度及延性急剧退化，不利于后期地震能量的消耗。此外，混凝±剪力墙或核屯、筒承 担了相当大的重力荷载，运进一步降低了混凝±的延性。在北美和日本等地震多发国家，钢 框架加钢筋混凝±剪力墙或核屯、筒结构体系的应用受到了很大的限制。
[0003] 针对混凝±剪力墙延性及耗能不足的缺点，20世纪70年代发展起来了一种新型抗 侧力体系一钢板剪力墙，传统的内嵌钢板剪力墙或单侧钢板剪力墙，由于混凝±钢板剪力 墙刚度大，地震作用侧移很小时，角部就与框架相互挤压，混凝±很容易开裂剥落，从而对 钢板的约束降低而使钢板易发生局部屈曲失稳，使承载力大幅度地下降，延性和耗能能力 不足。
[0004] 因此，需要研发一种耗能能力强、延性好、自重小、施工简单快捷的钢板剪力墙来 解决上述遇到的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种装配式H型钢部分外包混凝 ±柱一耗能钢板剪力墙结构。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：一种装配式H型钢部分外包混凝± 柱一耗能钢板剪力墙结构，包括边框柱、横向梁和剪力墙;所述边框柱包括H型钢、沿所述H 型钢长度方向固定在H型钢两侧翼缘板上的若干个横向拉杆，填充于H型钢腹板与翼缘板形 成的容置腔内的混凝±，焊接在梁柱连接处的边板，W及焊接在H型钢的翼缘板上的附带 板;所述横向梁H型钢板、沿H型钢板长度方向固定在H型钢板两侧翼缘板上的约束拉杆，W 及固定在H型钢板末端的端板;所述剪力墙为钢板，其两端分别通过夹板与附带板固定连 接。
[0007] 优选的，所述附带板与剪力墙之间具有预定宽度的间隙。所述夹板与剪力墙、夹板 与附带板之间的连接方式为焊接。所述约束拉杆的间距为H型钢板截面高度的一半。
[000引优选的，W重量份数计，混凝±包括如下组分:水泥380-420，中砂500-700，玻璃纤 维15-25，水180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20-40，减水增效剂3-5。
[0009]优选的，所述减水增效剂的结构式为：
[0010]
[0011] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0012] 优选的，所述混凝±还包括平均直径为0.001-0.1毫米的阳包裹的显色剂颗粒，所 述显色剂巧
[0013] 本发明相比现有技术有如下优点：本发明可W有效地改善框架剪力墙的抗震性能 和变形能力；能有效降低结构自重，减小地震响应，压缩基础费用，特别适用于对已有建筑 的加固改造。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的结构示意图。
[0015] 图2是沿图1中1-1线的剖面图。
[0016] 图3是本发明的侧面图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种装配式H型钢部分外包混凝±柱一耗能 钢板剪力墙结构包括竖向的边框柱1、横向的框架梁(横向梁)2和设置在框架梁和边框柱之 间的钢板剪力墙3。
[0018] 其中，钢板剪力墙采用低屈服强度、高延性的钢材，边框柱采用双侧翼缘加拉杆7 的H型钢混凝±柱。横向梁采用上下翼缘板加约束拉杆的H型钢梁，梁和柱的H型钢翼缘板上 的约束拉杆是在翼缘板上打孔后将全牙螺杆穿入并用高强摩擦型螺栓8连接。H型钢梁的端 部设有端板6，端板和H型钢梁焊接连接，端部焊接端板的H型钢梁与H型钢柱内侧翼缘板由 横向约束拉杆穿过并用高强摩擦型螺栓连接。钢板剪力墙与焊接在边框柱内侧的附带板4 是通过两块夹板5连接的。附带板与钢板剪力墙之间留有一定的间隙，钢板剪力墙与横向梁 的连接方式是将钢板焊接在梁翼缘板上;在边框柱与横向梁节点连接处的边框柱翼缘板两 侧面加焊两块边板9。
[0019] H型钢翼缘板和端板上的孔桐、型钢与横向约束拉杆的连接在工厂提前预制好，施 工现场安装。应用时，H型钢的截面尺寸、型钢大小，翼缘板上打孔的位置，拉杆尺寸的大小 根据工程实际受力情况确定。
[0020] 在进一步的实施例中，对混凝±进行优化设计。W重量份数计，混凝±包括如下组 分:水泥380-420，中砂500-700，玻璃纤维15-25，水180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20- 40,减水增效剂3-5。
[0021] 見中.所沐减水蜡谢剂的结娩古九，
[002;
[0023] 式中，a:b:c = l:1.2:l，n为45 ~50，m 为45 ~50，d为 50 ~80。
[0024] 实验 1-8
[0025]
[0026] ~注:对照组为采用普通减水剂的混凝±，其3d强度为130Mpa，28d强度为135Mpa。~
[0027] 在更进一步的实施例中，所述混凝±还包括平均直径为0.001-0.1毫米的PE包裹 的显色詢I丽輪.所冰思伤詢I责.
[002引
[0029] 用量为减水剂质量的1.2-1.5%。该显色剂与减水剂的支链发生反应，产生颜色变 化，从而可W判断混凝±是否存在裂缝。其原理是：当混凝±产生裂缝时，有部分PE颗粒被 撕开，显色剂漏出，显色剂与氨基环氧树脂接触时发生构象变化，物质的颜色发生变化，通 过检测仪器，可W判断混凝±表面的微小裂缝，从而对混凝±性能进行跟踪。
[0030] 总之，本发明提供一种装配式H型钢部分外包混凝±柱一耗能钢板剪力墙结构，可 W有效地改善框架剪力墙的抗震性能和变形能力。2.通过采用低屈服强度、高延性的钢板 剪力墙，地震作用时，钢板剪力墙能较早地进入屈服并具有很强的耗能能力，从而保护了主 体结构。3.通过在边框柱与横向梁节点连接处的边框柱翼缘板两侧面加焊两块边板可W防 止从梁传到柱上的力较大从而引起柱翼缘板屈曲，提高梁柱了节点承载力。4.边框柱与横 向梁都采用翼缘板加约束拉杆的H型钢，不仅能防止梁、柱型钢翼缘板局部屈曲，而且还能 提高梁、柱构件的延性，从而提高了整个框架剪力墙结构的延性。5.通过H型钢梁端部焊接 的端板连接梁柱节点具有良好的延性，增加结构的自振周期，减小振幅，降低地震带来的危 害。6.采用钢板剪力墙结构能有效降低结构自重，减小地震响应，压缩基础费用，特别适用 于对已有建筑的加固改造。7.边框柱、横向梁、钢板剪力墙构件可W提前在工厂预制好，现 场安装，提高施工质量，加快施工进程。8.构造简单，操作方便，便于施工。
[0031] W上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于运些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护犯i围。
【主权项】
1. 一种装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征在于，包括边框 柱、横向梁和剪力墙;所述边框柱包括H型钢、沿所述H型钢长度方向固定在H型钢两侧翼缘 板上的若干个横向拉杆，填充于H型钢腹板与翼缘板形成的容置腔内的混凝土，焊接在梁柱 连接处的边板，以及焊接在H型钢的翼缘板上的附带板;所述横向梁H型钢板、沿H型钢板长 度方向固定在H型钢板两侧翼缘板上的约束拉杆，以及固定在H型钢板末端的端板;所述剪 力墙为钢板，其两端分别通过夹板与附带板固定连接。2. 如权利要求1所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，所述附带板与剪力墙之间具有预定宽度的间隙。3. 如权利要求1所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，所述夹板与剪力墙、夹板与附带板之间的连接方式为焊接。4. 如权利要求1所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，所述约束拉杆的间距为H型钢板截面高度的一半。5. 如权利要求1所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，以重量份数计，混凝土包括如下组分:水泥380-420，中砂500-700，玻璃纤维15-25，水 180-200，粗骨料800-1000，粉煤灰20-40，减水增效剂3-5。6. 如权利要求5所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，所述减水增效剂的结构式为：式中，a:b:c = l:1.2:l，nS45~50，mS45~50，dS50~80。7. 如权利要求6所述的装配式H型钢部分外包混凝土柱一耗能钢板剪力墙结构，其特征 在于，所述混凝土还包括平均直径为〇. 001-0.1毫米的PE包裹的显色剂颗粒，所述显色剂
【文档编号】C04B18/08GK106013518SQ201610393606
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】伍凯, 桑胜涛, 陈 峰, 南洋, 张贺
【申请人】河海大学