一种组合联肢剪力墙的连接体系及施工方法
【专利摘要】本发明具体公开了一种组合联肢剪力墙的连接体系，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，钢骨柱上固定连接有连接板；外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。该连接体系有效的克服了目前存在的技术难题，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合，消除了目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷，而且使组合联肢剪力墙的模块化施工成为了可能，不但有效缩短施工周期、而且减小施工成本。
【专利说明】
一种组合联肢剪力墙的连接体系及施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及组合联肢剪力墙技术领域，具体涉及一种组合联肢剪力墙的连接体系及施工方法。
【背景技术】
[0002]组合联肢剪力墙结构是通过连梁将两个或多个钢筋混凝土剪力墙组合起来共同抵抗水平荷载的一种抗侧力体系，因其具有侧向刚度高和承载力冗余度等特点而成为我国高层建筑(尤其是300米以上的超高层建筑)结构普遍采用的形式之一。联肢剪力墙通过双重机制抵抗水平荷载。与普通剪力墙仅仅依赖剪力墙底部的塑性铰耗能不同，经过合理设计的联肢剪力墙符合多道抗震防线的原则，作为第一道防线的钢连梁首先屈服并通过一定程度的塑性变形耗散地震能量，然后作为第二道防线的剪力墙肢底部进入屈服阶段。
[0003]为此，连梁必须具有足够的延性性能，以确保剪力墙底部形成塑性铰，继续耗散地震能量，充分发挥联肢墙体系的多道抗震防线的抗侧力性能。然而，联肢剪力墙连梁的跨高比一般较小，而目前各国抗震设计规范关于钢筋混凝土连梁设计的规定尚不能满意解决小跨高比连梁延性不足的问题，难以避免小跨高比连梁在大震作用下发生脆性剪切破坏。我国目前的组合联肢剪力墙的研究主要集中于如何提高剪力墙的结构受力的问题上，如提高剪力墙的抗剪、抗压，而没有对连梁的受力结构体系进行改进的研究，例如:CN200992752Y公开了一种钢管混凝土边框-钢桁架-混凝土组合剪力墙，采用了内置钢桁架的受力结构。
[0004]内置型钢桁架的剪力墙即在普通混凝土剪力墙内部放置型钢桁架，剪力墙的混凝土与型钢桁架组合形成一个型钢桁架剪力墙肢，然后采用连梁将两个或多个型钢桁架剪力墙肢连接起来以形成组合型钢桁架联肢剪力墙。组合型钢桁架联肢剪力墙的优点:可以显著提供剪力墙的承载力和延性;对裂缝发展有控制作用；可以增大剪力墙底部塑性耗能区域，提高剪力墙抗震能力。可是，组合型钢桁架联肢剪力墙由于采用了传统连梁的结构体系，依然存在如下缺点:连梁与型钢柱刚接，由于连梁同时受弯剪作用力，并传给混凝土导致节点区(连梁与钢骨柱的连接点)混凝土开裂严重甚至剥落;连梁每层(施工楼层，一般为I?3层)单独设置会造成每层(施工楼层)局部损伤严重，难以修复。
[0005]CN201588315U公开了一种钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板及钢桁架联肢剪力墙，其采用了钢桁架、边框柱以及钢板组合而成新型结构的联肢剪力墙，利用钢桁架作为连梁将边框柱和钢板连接成为一个整体。采用了钢桁架的连梁并未克服弯矩受力形式，仅在连梁中增加钢桁架以使得连梁结构受力机理简单明了、提高剪力墙结构体系的整体抗震性能。可是，该方案中的连梁的结构受力作用点集中在边框柱上、由边框柱将结构受力传递至钢板中，采用了内藏钢桁架的连梁在地震中特别是高烈度的地震作用下仍然会受到弯剪作用，因此此方案中的连梁与边框柱的节点处仍然会出现CN200992752Y中的技术问题。
[0006]CN201016187公开了一种内藏钢桁架混凝土组合矩形梁柱框架，利用在呈空间筒状的建筑结构中，且每一面墙体由内藏钢桁架混凝土剪力墙连接呈封闭状。此种结构的组合矩形梁柱框架和组合联肢剪力墙结构受力体系有本质的区别且存在如下缺陷:一是内藏钢桁架混凝土组合矩形梁柱框架应用范围受限制，其仅适用于采用了梁柱框架的封闭结构或者成空间筒状的梁柱框架结构，然后在框架结构的剪力墙中通过内藏钢桁架、然后利用内藏钢桁架来提高梁的承载力，起到防止梁过早屈服的作用，同时一并提高结构稳定性，而组合联肢剪力墙的应用范围更大、更加广泛，因为组合联肢剪力墙的结构受力体系并不一定呈空间筒状或者限制墙体封闭连接;二是组合联肢剪力墙的结构受力体系与梁柱框架结构的受力体系不属于同种建筑结构受力体系，具有明显的区别，因为框架结构的适用范围较窄，即便是采用了内藏钢桁架的组合矩形梁柱框架，也仅用于普通的高层建筑，而组合联肢剪力墙主要是应用于超高层建筑的抗震。
[0007]综上所述，目前国内外依然无法有效的在组合联肢剪力墙结构体系中克服连梁的问题，即:在组合联肢剪力墙中不得不继续采用连梁的连接形式，也无法有效的克服目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种组合联肢剪力墙的连接体系，能克服目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷。
[0009]为达到上述目的，本发明的基础方案为:一种组合联肢剪力墙的连接体系，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，钢骨柱上固定连接有连接板;外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，钢骨柱、夕卜露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。
[0010]本方案的工作原理和优点在于:本方案针对内藏钢桁架的剪力墙肢，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合形成整体钢桁架、替代了传统的连梁结构。在组合联肢剪力墙的抗侧力体系中，外露腹杆仅受到拉力或者压力的作用，符合杆件的最优受力规则；同时，外露腹杆取代连梁将相邻连个剪力墙肢连接在一起，由于桁架的受力特性，外露腹杆不再受弯剪作用，在地震作用中，组合联支剪力墙的连接体系的抗侧力结构主要依靠整体钢桁架来承担，使得外露腹杆不在如同传统的连梁一样成为独立的受力结构构件，相邻的两个剪力墙之间的侧向力传递形式变为了整体钢桁架与剪力墙肢的混凝土之间的粘接传力形式。因此，本方案有效的克服了目前存在的技术难题，利用外露腹杆与剪力墙肢的内藏钢桁架进行组合，消除了目前连梁在地震中受到弯剪作用的技术缺陷，而且使组合联肢剪力墙的模块化施工成为了可能，有效缩短施工周期、减小施工成本，对于国内外工程界来说是一个非常大的创新之举。
[0011 ]优选方案一:作为基础方案的优选方案，外露腹杆为屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小。该屈曲约束支撑创造性地使用到了组合联肢剪力墙的结构体系中，而且以最优的受理方式最大限度的发挥了了屈曲约束支撑的结构功能，其本身就是一个创举;再者，利用了屈曲约束支撑的组合联肢剪力墙不但易于实现模块化、批量化生产，而且相比采用型钢混凝土柱、钢筋混凝土等作为外露腹杆的方式所花费的施工周期更短、施工更加方便；同时，屈曲约束支撑使得组合联肢剪力墙的连接体系处于弹性范围内、全面提高了组合联肢剪力墙的连接体系的抗震性能;沿建筑的高度改变屈曲约束支撑的横截面积，通过改变横截面积改变屈曲约束支撑的刚度和弹性形变范围值，可以使的屈曲约束支撑在组合联支剪力墙的连接体系中其起到的保险丝的作用效果更加明显。
[0012]优选方案二:作为基础方案的优选方案，外露腹杆包括水平腹杆和斜腹杆，所述水平腹杆为型钢混凝土柱，所述斜腹杆为多向弯矩杆，所述多向弯矩杆包括连接头、上弯矩杆、下弯矩杆和位于上弯矩杆和下弯矩杆之间的中心杆，所述上弯矩杆、下弯矩杆以及中心杆的两端分别与连接头焊接，上弯矩杆和下弯矩杆上下相对设置，上弯矩杆的中部向上凸出、下弯矩杆的中部向下凸出，连接头上设有连接孔，多向弯矩杆两端的连接头分别与连接板铰接。
[0013]多向弯矩杆包括了中心杆、上下相对设置的上弯矩杆以及下弯矩杆，中心杆为整体钢桁架二力杆的主要受力杆件，而上弯矩杆和下弯矩杆在整体钢桁架中起辅助受力的作用。地震中，建筑结构的受力体系非常复杂，特别是在高烈度地震下，组合联肢剪力墙的各个构件受力会发生诸多变化，因此，本方案中采用了上弯矩杆和下弯矩杆作为辅助受力杆，由中部向上凸起的上弯矩杆承受正向弯矩、由中部向下凸起的下弯矩杆承受反向弯矩，由此，上弯矩杆和下弯矩杆可以尽可能的保证本方案中的组合联肢剪力墙在高烈度地震中能不受损害，提高了建筑结构的抗震性。
[0014]优选方案三:作为基础方案的优选方案，外露腹杆为安全伸缩杆，所述安全伸缩杆包括由高强度结构钢制成的空心套杆和螺纹杆;所述空心套杆的右端固定连接有用于和连接板铰接的连接头，空心套杆内形成有沿空心套杆轴向设置的空心腔体，空心腔体的左侧壁设置有与螺纹杆螺纹配合的内螺纹，空心腔体的右侧壁光滑;螺纹杆旋拧入空心套杆内部的空心腔体内，螺纹杆的右端安装有活塞，活塞与空心腔体的左侧壁滑动配合;所述活塞与空心腔体形成一个密闭的压力腔，压力腔内填充有液压油，压力腔内设置有压力传感器；螺纹杆的左端设置有与连接板铰接的连接头，螺纹杆的左端与连接头转动连接;空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔有1cm?20cm的直线距离。
[0015]螺纹杆和空心套杆的配合使得安全伸缩杆的总长度利于调节，便于施工，而且在建筑的日常使用和维护中，也便于调整安全伸缩杆的长度以利于对整体钢桁架进行复位调整，因此采用了安全伸缩杆的整体钢桁架使用起来非常便利。通过在空心套杆来设置压力传感器，可以通过压力传感器时时对安全伸缩杆的总长度进行电子监控，这样不仅省去了人工检测的麻烦，而且更有利于维护建筑结构的安全，为此建筑结构的稳定性。
[0016]优选方案四:作为优化方案三的优选方案，空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔的直线距离为18cm。设置上述数值时，可以带来施工操作非常便利、安全伸缩杆的长度调整范围也非常符合安全伸缩杆的变形调整要求的效果。
[0017]优选方案五:作为优化方案四的优选方案，空心套杆与位于螺纹杆左端的连接头之间设置有钢筋混凝土，钢筋混凝土包裹住螺纹杆外露的部分。在暴露在空气中的螺杆上包裹钢筋混凝土的目的在于:钢筋混凝土一方面对暴露在空气中的螺杆进行有效的保护，另一方面也同时将螺杆、空心套杆和连接头刚性连接在一起，增强了安全伸缩杆的结构稳定。
[0018]作为基础方案、优化方案一或二中任一项的一种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，该施工方法依次包括如下步骤:
(1)根据建筑结构等级、载荷、结构等设计参数计算确定剪力墙肢的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架、外露腹杆等结构受力构件；
(2)在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架、外露腹杆以及连接板等金属件加工制作完成，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，根据施工环境要求对所需钢骨柱、连接板等金属件进行防腐和防锈处理，然后施工所需设备就位；
(3)预先在地面上将连接板焊接在钢骨柱上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板的钢骨柱吊装就位，然后吊装第一层的内藏钢桁架并将内藏钢桁架与连接板铰接在一起，同时对钢骨柱的垂直度等技术参数进行调整以满足安装设计要求；
(4)完成相邻两个需要连接的剪力墙肢的内藏钢桁架以及钢骨柱的安装并达到设计施工要求，然后由下至上依次完成外露腹杆的安装，将外露腹杆的两端分别与左右相邻两根钢骨柱上的连接板铰接、使内藏钢桁架以及外露腹杆通过连接板组合形成整体钢桁架；
(5)待整体钢桁架形成以后，继续安装模板、钢筋制安、混凝土浇筑成型等工序完成第一层施工;在混凝土浇筑完成后，露天的外露腹杆需要进行防腐、防锈、防火以及满足相应建筑规范要求的表面处理；
(6)待第一层施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重复上述步骤(1)-(5)，直至完成所有施工层。
[0019]上述施工方法的有益效果是:
1、实现了内藏钢桁架组合联肢剪力墙的模块化施工，因为如钢骨柱、连接板以及内藏钢桁架等结构构件均可以在工厂预制完成并直接运输至施工现场直接使用，因此还节约了施工周期，减少了施工等待时间；
2、本发明适用于高层特别是超高层组合联肢剪力墙的结构体系，通过上述施工过程可以看出，本发明针对内藏钢桁架的剪力墙肢的连接实现了装配式的施工方式，每一个结构受力构件均可采用小型吊装设备，显著降低了施工难度和施工成本；
3、外露腹杆相比现有的采用钢筋混凝土的连梁更易于检查，利于检查维护，方便技术人员或管理者对高层建筑结构安全性的判定。
[0020]作为优化方案五的一种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，该施工方法依次包括如下步骤:
(1)根据建筑结构等级、载荷、结构等设计参数计算确定剪力墙肢的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架、安全伸缩杆等结构受力构件，此时安全伸缩杆的螺纹杆上不包裹钢筋混凝土;根据施工环境要求对所需钢骨柱、连接板等金属件进行防腐和防锈处理；
(2)在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架、安全伸缩杆以及连接板等金属件加工制作完成，完成屈曲约束支撑的采购或者制作，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，然后施工所需设备就位，如吊装、焊接设备等；
(3)预先在地面上将连接板焊接在钢骨柱上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板的钢骨柱吊装就位，然后吊装第一层的内藏钢桁架并将内藏钢桁架与连接板铰接在一起，同时对钢骨柱的垂直度等技术参数进行调整以满足安装设计要求；
(4)重复(3)的过程，完成相邻两个需要连接的剪力墙肢的内藏钢桁架以及钢骨柱的安装并达到设计施工要求，然后由下至上依次完成外露腹杆的安装，将安全伸缩杆的两端通过焊接在空心套杆和螺纹杆上的连接头、分别与左右相邻两根钢骨柱上的连接板铰接，使内藏钢桁架以及安全伸缩杆组合形成整体钢桁架；
(5)整体钢桁架形成以后，通过对安全伸缩杆的总长进行调节，S卩:旋拧螺纹杆后再次对整体钢桁架的安装进行行位校正以符合设计施工要求，然后继续安装模板、钢筋制安、混凝土浇筑成型等工序完成第一层施工，在浇筑剪力墙肢的混凝土的同时，同时一并浇筑安全伸缩杆的螺纹杆上的钢筋混凝土;在混凝土浇筑完成后，对安全伸缩杆进行防腐、防锈、防火以及满足相应建筑规范要求的表面处理；
(6)待第一层施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重复上述(1)-(5)，直至完成所有施工层。即:按照分层施工要求，由下至上逐层安装和施工；
(7)待所有施工层完成施工以后，使用电源信号线将所有的安全伸缩杆上的压力传感器电连接如建筑安全检测设备中，对压力传感器的初始状态进行采样。
[0021]上述施工方法的有益效果是:
1、实现了模块化的施工方式，利于施工的进行，缩短了施工工期、减小了施工成本；
2、实现了对整体钢桁架的实施受力状态监测，即对安全伸缩杆的总长以及受力变化进行了时时监测，利于对建筑整体结构的维护；
3、不但加强了结构的稳定性，而且实现了安全伸缩杆的长度可调，有利于建筑结构的后期维修。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例一中的剪力墙肢结构示意图；
图2是本发明实施例二中的多向弯矩杆安装示意图；
图3是本发明实施例一中的屈曲约束支撑结构图；
图4是本发明实施例一中的多向弯矩杆结构图；
图5是本发明实施例二中的安全伸缩杆结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
说明书附图中的附图标记包括:剪力墙肢11、内藏钢桁架12、钢骨柱2、斜腹杆3、水平腹杆4、连接板5、多向弯矩杆6、连接头61、上弯矩杆62、中心杆63、下弯矩杆64、连接孔65、芯板71、填充材料72、外套筒73、钢筋混凝土 81、空心套杆82、螺纹杆83、活塞84、压力腔85、压力传感器86。
[0024]实施例一
实施例一如图1、图2、图3、图4所示:一种组合联肢剪力墙的连接体系，包括内藏钢桁架12的剪力墙肢11，钢骨柱2以及外露腹杆。沿钢骨柱2的长度方向固定连接有连接板5，外露腹杆与内藏钢桁架12分别与连接板5铰接，由钢骨柱2、外露腹杆以及内藏钢桁架12组合成为整体钢桁架，钢骨柱2作为整体钢桁架的弦杆、外露腹杆作为整体钢桁架的腹杆。钢骨柱2设置于剪力墙肢11内部作为外框架柱。连接板5可与钢骨柱2焊接、也可与钢骨柱2螺栓连接等，本实施例中，连接板5与钢骨柱2焊接。
[0025]本实施例中，外露腹杆采用了屈曲约束支撑(BRB)。屈曲约束支撑又称防屈曲支撑，可为框架或排架结构提供很大的抗侧刚度和承载力，其在采用支撑的结构体系中应用十分广泛。屈曲约束支撑的芯板71与连接板5铰接，所受的载荷全部由芯板71承担，外套筒73和填充材料72仅约束芯板71受压屈曲，使芯板71在受拉和受压下均能进入屈服，一方面可以避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷，另一方面具有金属阻尼器的耗能能力。本实施例中，外露腹杆采用了屈曲约束支撑以后，除了在整体钢桁架中作为二力杆受力以外，屈曲约束支撑还在组合联肢剪力墙的连接体系中承担了保险丝的作用。
[0026]在高烈度地震中，屈曲约束支撑具有一定的弹性形变能力，由屈曲约束支撑作为外露腹杆应用至整体钢桁架时:屈曲约束支撑能在一定范围内允许整体钢桁架变形，由于内藏钢桁架12是不允许变形的(因为内藏钢桁架12变形会导致内藏钢桁架与剪力墙肢11的混凝土的结合处产生裂痕，从而导致剪力墙肢11遭受破坏)，因此屈曲约束支撑就承担了整体钢桁架为消耗地震能量而局部变形的效果，进而能有效的吸收剪力墙肢11相互之间的冲击载荷，而且，在震后自行恢复至初始状态，这样就能使得组合联肢剪力墙的连接体系处于弹性范围内、同时全面提高了组合联肢剪力墙的连接体系的抗震性能。
[0027]屈曲约束支撑虽然广泛应用于支撑结构体系中，但目前还未有屈曲约束支撑在桁架结构体系中的应用，特别是在组合联肢剪力墙的连接体系的应用:
【申请人】不仅通过在实验室的模型中对屈曲约束支撑的效果进行了试验、而且还将屈曲约束支撑应用于工程实践中，在对实验数据以及工程实践数据进行分析总结后得出:应用了屈曲约束支撑的桁架体系不但在施工时拆装方便，而且在抗震上具有自我修补的效果，特别是针对于七级及以下地震，因为屈曲约束支撑的芯板71的具有较大的耗能能力，因此采用了屈曲约束支撑组合形成的组合联肢剪力墙的连接体系未受到任何结构破坏或者变形，因此具有更强和更优的抗震性能，真正的做到了“大震不倒、中震自修和小震无样”。
[0028]进一步，屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小。在组合联肢剪力墙的连接体系中，结构横向受力部位一般集中于结构下方，而且，高层建筑或者超高层建筑施工时，吊装屈曲约束支撑所需要的施工人力和物力会随着楼层的高度增加而增加。申请在经过仔细研究以后发现:在组合联支剪力墙的连接体系中改变所使用的屈曲约束支撑的横截面大小，建筑整体抗侧力的正常使用值和极限值依然能达到要求。因此，屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小可以节约耗材，降低施工成本，因为屈曲约束支撑的横截面越小则购买成本越低、重量也减小。而且，屈曲约束支撑的横截面积越小，能减小屈曲约束支撑的刚度而增加屈曲约束支撑的弹性形变范围，而高层建筑楼层越高在地震中所受到的侧向破坏力就越强，因此楼层越高所需要的屈曲约束支撑提供的抗侧力刚度需要变小、所需的弹性形变范围需增大。因此，沿建筑的高度改变屈曲约束支撑的横截面积，通过改变横截面积改变屈曲约束支撑的刚度和弹性形变范围值，可以使的屈曲约束支撑在组合联支剪力墙的连接体系中其起到的保险丝的作用效果更加明显。
[0029]进一步，
【申请人】针对斜腹杆3还做了进一步的改进。如图2和图4所示，斜腹杆3采用了多向弯矩杆6，多向弯矩杆6包括连接头61、上弯矩杆62、下弯矩杆64和位于上弯矩杆62和下弯矩杆64之间的中心杆63，上弯矩杆62、下弯矩杆64以及中心杆63的两端分别与连接头61焊接，上弯矩杆62和下弯矩杆64上下相对设置，上弯矩杆62的中部向上凸出、下弯矩杆64的中部向下凸出。连接头61上设有连接孔65，多向弯矩杆6通过连接孔65与连接板5铰接。
[0030]斜腹杆3作为本方案中的主要受力构件，在整体钢桁架中主要承受拉力和压力，可是，对于地震中的高层建筑，所受的各种破坏力非常复杂，因此，斜腹杆3在高烈度的地震作用下也不可避免的会受到弯曲剪切力。为此，
【申请人】采用了多向弯矩杆6作为斜腹杆3。当斜腹杆3受到弯矩作用时，上弯矩杆62和下弯矩杆64将会由上下两个方向给整体钢桁架提供抵抗力矩，避免中心杆63因受到弯剪作用而被破坏，进而引发安全事故;而在建筑未受到高烈度的地震作用时，多向弯矩杆6在整体钢桁架中依然承受拉、压作用，进而维持建筑结构的稳定。
[0031]实施例二
【申请人】还针对组合联肢剪力墙的连接体系发明了另外一种新型的安全伸缩杆，安全伸缩杆包括由高强度结构钢制成的空心套杆82和螺纹杆83。如图5所示，空心套杆82的右端焊接有连接头61，空心套杆82内形成有沿空心套杆82轴向设置的空心腔体，空心腔体的左侧壁设置有与螺纹杆83螺纹配合的内螺纹，空心腔体的右侧壁光滑。螺纹杆83旋拧入空心套杆82内部的空心腔体内。螺纹杆83的右端安装有活塞84，活塞84与空心腔体的左侧壁滑动配合。活塞84与空心腔体形成一个密闭的压力腔85，压力腔85内填充有液压油，压力腔85内还设置有压力传感器86。螺纹杆83的左端也设置有连接头61，螺纹杆83的左端与连接头61转动连接。空心套杆82与位于螺纹杆83左端的连接头61间隔有1cm?20cm的直线距离，空心套杆82与位于螺纹杆83左端的连接头61之间设置有钢筋混凝土 81，钢筋混凝土 81包裹住螺纹杆83外露的部分。
[0032]本优化的实施例二中，将空心套杆82与位于螺纹杆83左端的连接头61间隔有1cm?20cm的直线距离的目的在于:如果直线距离过大，则螺纹杆83与空心套螺纹配合的长度将减小，不利于安全伸缩杆整体结构的稳定;如果直线距离过小，则不但引起在螺纹杆83上包裹混凝土的施工不便，而且也减小了了安全伸缩杆总长的可调整范围。
【申请人】在经过理论研究和现场多次实验总结后将直线距离定为1cm?20cm，属于最优化的数值范围，特别是空心套杆82与位于螺纹杆83左端的连接头61间隔为18cm的直线距离时，施工操作非常便利、而且安全伸缩杆的长度调整范围也非常符合安全伸缩杆的变形调整要求。
[0033]
【申请人】在使用中，将安全伸缩杆代替现有的型钢柱适用于整体钢桁架中，将安全伸缩杆作为外露腹杆使用。空心套杆82右端的连接头61和螺纹杆83左端的连接头61用于和连接板5连接，而在安装的时候，作为另一种安装方式，通过转动螺纹杆83—弥补现实工程应用的型材加工误差，同时在螺纹杆83上包裹钢筋混凝土 81作为结构增强措施。而通过利用压力传感器86对压力腔85内的液压油进行检测、则可以对后续的安全伸缩杆的总长度进行测定，以利于建筑结构的使用安全。
[0034]—种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，采用了模块化的施工工艺，具体步骤如下:
(1)据建筑结构等级、载荷、结构等设计参数计算确定剪力墙肢11的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架12、安全伸缩杆等结构受力构件，此时安全伸缩杆的螺纹杆83上不包裹钢筋混凝土 81;根据施工环境要求对所需钢骨柱2、连接板5等金属件进行防腐和防锈处理；
(2)在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架12、安全伸缩杆以及连接板5等金属件加工制作完成，完成屈曲约束支撑的采购或者制作，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，然后施工所需设备就位，如吊装、焊接设备等；
(3)预先在地面上将连接板5焊接在钢骨柱2上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板5的钢骨柱2吊装就位，然后吊装第一层的内藏钢桁架12并将内藏钢桁架12与连接板5铰接在一起，同时对钢骨柱2的垂直度等技术参数进行调整以满足安装设计要求；
(4)重复(3)的过程，完成相邻两个需要连接的剪力墙肢11的内藏钢桁架12以及钢骨柱2的安装并达到设计施工要求，然后由下至上依次完成外露腹杆的安装，将安全伸缩杆的两端通过焊接在空心套杆82和螺纹杆83上的连接头61、分别与左右相邻两根钢骨柱2上的连接板5铰接，使内藏钢桁架12以及安全伸缩杆组合形成整体钢桁架；
(5)整体钢桁架形成以后，通过对安全伸缩杆的总长进行调节，S卩:旋拧螺纹杆83后再次对整体钢桁架的安装进行行位校正以符合设计施工要求，然后继续安装模板、钢筋制安、混凝土浇筑成型等工序完成第一层施工，在浇筑剪力墙肢11的混凝土的同时，同时一并浇筑安全伸缩杆的螺纹杆83上的钢筋混凝土 81;在混凝土浇筑完成后，对安全伸缩杆进行防腐、防锈、防火以及满足相应建筑规范要求的表面处理；
(6)待第一层施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重复上述(1)-(5)，直至完成所有施工层。即:按照分层施工要求，由下至上逐层安装和施工；
(7)待所有施工层完成施工以后，使用电源信号线将所有的安全伸缩杆上的压力传感器86电连接如建筑安全检测设备中，对压力传感器86的初始状态进行采样。
[0035]上述施工过程完成以后，通过对压力传感器86的初始数值进行采样分析、记录保存，然后再对数据进行时时分析和监控，就可以很容易得到安全伸缩杆的总长变化状态，由此可以对整体钢桁架的受力状态、尤其是位于露天的安全伸缩杆的状态进行监控。同时，如果在高烈度地震中，整体钢桁架产生了一定的形变:位于剪力墙肢11内的内藏钢桁架12由于混凝土的作用一般形变较小，而主要形变大部分发生在安全伸缩杆上，在整体钢桁架中安全伸缩杆仅受周向拉力或者压力，因此安全伸缩杆的形变一般仅表现为安全伸缩杆的总延长或缩短。因此可以敲掉发生较大形变的安全伸缩杆上的螺纹杆83上包裹的钢筋混凝土81，通过旋拧螺纹杆83而对安全伸缩杆的总长进行调整以利于整体钢桁架的恢复，进而继续有效为此建筑结构的稳定，同时这样做的成本也较低、施工也较为便利。
[0036]以上所述的仅是本发明的优化实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的【具体实施方式】等记载可以用于解释权利要求的内容。
【主权项】
1.一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，包括外露腹杆和相邻的剪力墙肢，所述剪力墙肢内设有内藏钢桁架和钢骨柱，所述钢骨柱上固定连接有连接板;所述外露腹杆的两端分别与相邻的剪力墙肢内的钢骨柱上的连接板固定连接，所述钢骨柱、外露腹杆以及内藏钢桁架通过连接板组合成为整体钢桁架。2.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆为屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的横截面积由低楼层至高楼层逐渐缩小。3.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆包括水平腹杆和斜腹杆，所述水平腹杆为型钢混凝土柱，所述斜腹杆为多向弯矩杆，所述多向弯矩杆包括连接头、上弯矩杆、下弯矩杆和位于上弯矩杆和下弯矩杆之间的中心杆，所述上弯矩杆、下弯矩杆以及中心杆的两端分别与连接头焊接，上弯矩杆和下弯矩杆上下相对设置，上弯矩杆的中部向上凸出、下弯矩杆的中部向下凸出，连接头上设有连接孔，多向弯矩杆两端的连接头分别与连接板铰接。4.根据权利要求1所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述外露腹杆为安全伸缩杆，所述安全伸缩杆包括由高强度结构钢制成的空心套杆和螺纹杆;所述空心套杆的右端固定连接有用于和连接板铰接的连接头，空心套杆内形成有沿空心套杆轴向设置的空心腔体，空心腔体的左侧壁设置有与螺纹杆螺纹配合的内螺纹，空心腔体的右侧壁光滑;螺纹杆旋拧入空心套杆内部的空心腔体内，螺纹杆的右端安装有活塞，活塞与空心腔体的左侧壁滑动配合;所述活塞与空心腔体形成一个密闭的压力腔，压力腔内填充有液压油，压力腔内设置有压力传感器;螺纹杆的左端设置有与连接板铰接的连接头，螺纹杆的左端与连接头转动连接;空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔有1cm?20cm的直线距离。5.根据权利要求4所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述空心套杆和位于螺纹杆左端的连接头间隔的直线距离为18cm。6.根据权利要求5中所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系，其特征在于，所述空心套杆与位于螺纹杆左端的连接头之间设置有钢筋混凝土，钢筋混凝土包裹住螺纹杆外露的部分。7.根据权利要求1至3任一项所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，其特征在于，该施工方法依次包括如下步骤: (I)根据建筑结构等级、载荷、结构的设计参数计算确定剪力墙肢的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架、外露腹杆等结构受力构件； 在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架、外露腹杆以及连接板等金属件(2)加工制作完成，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，根据施工环境要求对所需钢骨柱、连接板等金属件进行防腐和防锈处理，然后施工所需设备就位； (3)预先在地面上将连接板焊接在钢骨柱上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板的钢骨柱吊装就位，然后吊装第一层的内藏钢桁架并将内藏钢桁架与连接板铰接在一起，同时对钢骨柱的垂直度等技术参数进行调整以满足安装设计要求； (4)完成相邻两个需要连接的剪力墙肢的内藏钢桁架以及钢骨柱的安装并达到设计施工要求，然后由下至上依次完成外露腹杆的安装，将外露腹杆的两端分别与左右相邻两根钢骨柱上的连接板铰接、使内藏钢桁架以及外露腹杆通过连接板组合形成整体钢桁架； (5)待整体钢桁架形成以后，继续安装模板、钢筋制安、混凝土浇筑成型等工序完成第一层施工;在混凝土浇筑完成后，露天的外露腹杆需要进行防腐、防锈、防火以及满足相应建筑规范要求的表面处理； (6)待第一层施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重复上述步骤(1)-(5)，直至完成所有施工层。8.根据权利要求6所述的一种组合联肢剪力墙的连接体系的施工方法，其特征在于，该施工方法依次包括如下步骤: (1)根据建筑结构等级、载荷、结构等设计参数计算确定剪力墙肢的构造尺寸和配筋；根据相应设计计算出所需内藏钢桁架、安全伸缩杆等结构受力构件，此时安全伸缩杆的螺纹杆上不包裹钢筋混凝土;根据施工环境要求对所需钢骨柱、连接板等金属件进行防腐和防锈处理； (2)在工厂或者施工现场的地面上预先将内藏钢桁架、安全伸缩杆以及连接板等金属件加工制作完成，完成屈曲约束支撑的采购或者制作，然后将组成整体钢桁架所需的各类结构构件运输至施工位置，然后施工所需设备就位，如吊装、焊接设备等； (3)预先在地面上将连接板焊接在钢骨柱上，安装时需要分层施工，按照施工分层数，先将位于第一层的焊接有连接板的钢骨柱吊装就位，然后吊装第一层的内藏钢桁架并将内藏钢桁架与连接板铰接在一起，同时对钢骨柱的垂直度等技术参数进行调整以满足安装设计要求； (4)重复(3)的过程，完成相邻两个需要连接的剪力墙肢的内藏钢桁架以及钢骨柱的安装并达到设计施工要求，然后由下至上依次完成外露腹杆的安装，将安全伸缩杆的两端通过焊接在空心套杆和螺纹杆上的连接头、分别与左右相邻两根钢骨柱上的连接板铰接，使内藏钢桁架以及安全伸缩杆组合形成整体钢桁架； (5)整体钢桁架形成以后，通过对安全伸缩杆的总长进行调节，S卩:旋拧螺纹杆后再次对整体钢桁架的安装进行行位校正以符合设计施工要求，然后继续安装模板、钢筋制安、混凝土浇筑成型等工序完成第一层施工，在浇筑剪力墙肢的混凝土的同时，同时一并浇筑安全伸缩杆的螺纹杆上的钢筋混凝土;在混凝土浇筑完成后，对安全伸缩杆进行防腐、防锈、防火以及满足相应建筑规范要求的表面处理； (6)待第一层施工完成以后，拆卸支架以及模板等施工用具，重复上述(1)-(5)，直至完成所有施工层；即:按照分层施工要求，由下至上逐层安装和施工； (7)待所有施工层完成施工以后，使用电源信号线将所有的安全伸缩杆上的压力传感器电连接如建筑安全检测设备中，对压力传感器的初始状态进行采样。
【文档编号】E04B2/58GK106049709SQ201610610719
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】高峰, 伍云天, 梅凤德, 李龙
【申请人】重庆渝发建设有限公司