内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙及作法
【专利摘要】本发明是一种内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙及作法，涉及建筑施工领域。本发明将现浇钢筋混凝土、钢板剪力墙和钢管混凝土组合一起构成组合剪力墙。在双钢板之间配置多条横钢板，使双钢板之间形成多腔结构。在组合多腔钢板两侧配置横向和纵向分布钢筋组成的钢筋网用拉结筋连接。本发明内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙比现有剪力墙初始刚度大，承载能力高，承载力和刚度衰减慢，整体抗震耗能性能好，使得墙体的后期抗震性能相对稳定。
【专利说明】内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙及作法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢管混凝土柱边框双钢板组合剪力墙，特别涉及一种内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙及作法。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的发展和基础建设规模的不断扩大，特别是超高大跨以及其他特殊要求的结构形式越来越普遍，对结构提出了更高的要求，而新材料、新技术的不断涌现为满足这些要求创造了条件。钢-混凝土组合结构充分利用了钢材和混凝土各自的材料性能，具有承载力高、刚度大、抗震性能和动力性能好、构件截面尺寸小、施工快等优点。与混凝土结构相比，可以减小构件截面尺寸、减轻结构自重、减小地震作用、增加有效使用空间、降低基础造价、方便施工、提高结构的延性等优势；与钢结构相比，具有用钢量少、刚度大、整体性和稳定性好、抗火性和耐久性高等优势。
[0003]钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。试验研究和工程应用表明，钢板剪力墙具有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等很多优良特征。目前已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系，尤其适用于高烈度地震区建筑。
[0004]组合钢板墙是在钢板一侧或两侧固定或者现浇钢筋混凝土，2种材料通过内嵌钢板上预置的抗剪栓钉或者通过螺栓固定组成一体。组合钢板墙的两种不同的构造形式使其具有不同的力学特性。组合钢板墙的钢板外包混凝土墙板，可以起到防火、保温、隔声等作用，减少了后续工作量，降低了工程造价。剪力墙和剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心部分，剪力墙结构的抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着非常重要的作用，而且高层和超高层建筑对剪力墙和剪力墙组成的筒体的抗震性能要求也越来越高。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提高组合剪力墙承载力、延性和抗震耗能能力。将钢管混凝土与钢板剪力墙的优势进行组合，同时采取工字型截面并外包混凝土解决了钢管混凝土芯柱平面外失稳的问题。
[0006]本发明采用的技术方案是:
[0007]墙体外围是由钢筋混凝土围合而成；墙体内部双钢板2之间通过横钢板7分隔出若干个间隔的截面为正方形的腔体；双钢板2两端分别设有钢板围合形成的方钢板混凝土边框柱1，钢管混凝土边框柱I内设置螺旋箍筋3并填充混凝土 ；双钢板2外侧设有由纵向分布钢筋5和横向分布钢筋4组成的钢筋网，在钢筋网之间用拉结筋10进行拉结，剪力墙边梁为型钢梁13 ;钢管混凝土边框柱I内的螺旋箍筋3高出基础上平面一定高度，防止钢管混凝土柱底部过早破坏影响剪力墙抗震性能；双钢板2的若干个正方形腔体之间的钢板上设置有用于拉结钢筋10穿过的孔；
[0008]双钢板2端部焊接的两个钢管混凝土边框柱I内部设置有螺旋箍筋3 ；[0009]两端钢管混凝土柱钢管I外侧设有外突出的栓钉6 ；
[0010]双钢板2上每隔一段间距开两道平行且距离等于双钢板2间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板7的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同。
[0011]内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙的制作方法，该方法是按一下顺序进行的:
[0012]I)配置钢管混凝土边框钢柱1，并在钢管混凝土边框柱I上焊接竖向钢板条8 ；
[0013]2)布置分布钢筋网；
[0014]3)制作双钢板内多腔体，在双钢板2上每隔一段间距开两道平行且距离等于两钢板2间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板7的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同，将横钢板7插入竖槽中，并与双钢板2焊接，形成正方形腔体，在双钢板2的每组竖槽之间打孔，以便拉结筋10穿过；
[0015]4)绑扎钢筋，在钢管混凝土边框柱I外侧绑扎纵向钢筋11和箍筋12，在型钢梁13外侧绑扎纵向钢筋14和箍筋15，在双钢板2外侧绑扎竖向分布钢筋5和水平分布钢筋4，并在钢板2的孔洞中穿过拉结筋10将双钢板2两侧的分布钢筋网拉结；
[0016]5)配置基础梁，将钢管混凝土边框柱1、双钢板2、双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网插入基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，可是使基础梁与钢管混凝土边框柱1、双钢板2，双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网中的竖向分布钢筋5实现连接；
[0017]6)将型钢梁13与钢管混凝土边框柱1、双钢板2，双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网中的竖向钢筋5进行连接；
[0018]7)在钢管混凝土边框柱1、边框梁13和双钢板2分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土，成型后即为内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙。
[0019]本发明的有益效果
[0020]1.构造合理，性能良好，兼具钢管混凝土和钢板剪力墙的优势，其延性较传统剪力墙构件大大提闻。
[0021]2.墙体中配置多层钢板可以有效减小墙体厚度。
[0022]3.在钢管柱边框和多腔双钢板之间填充混凝土，可以提高对混凝土的约束，提高混凝土的抗压强度。
[0023]4.在钢管混凝土边框柱内部设置螺旋箍筋，可以提高钢管混凝土边框柱的抗震性能，防止其底部提前破坏影响构件的整体抗震性能。
[0024]5.使用拉结筋将两钢板外侧的钢筋混凝土进行连接，从而使构件能够更好的共同工作。
[0025]6.双钢板之间配置的横钢板可以对增强对墙体的面外约束，防止钢板屈曲。
[0026]7.剪力墙外侧的钢筋混凝土可以对墙体提供面外约束。
[0027]8.剪力墙外侧配置钢筋混凝土可以起到防火、保温的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙立面图；[0029]图2为图1中1-1剖面示意图；
[0030]图3为图1中2-2剖面示意图；
[0031]图4为双钢板与横钢板连接处细部图；
[0032]图中:1、钢管混凝土边框柱，2、双钢板，3、螺旋箍筋，4、横向分布钢筋，5、竖向分布钢筋，6、栓钉，7、横钢板，8、钢板条，9、混凝土，10、拉结筋，11、边框柱外纵筋，12、边框柱外箍筋，13、型钢梁，14、边框梁外纵筋，15、边框梁外箍筋。
【具体实施方式】
[0033]下面结合图1一图3对本发明作进一步说明:
[0034]内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙的结构配筋示意图如图1一图3所
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[0035]内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙，其特征在于:墙体呈工字型，墙体外围是由钢筋混凝土 9围合而成；墙体内部配置双钢板2 ;双钢板2内部通过横钢板7分隔出若干个相互间隔的截面为正方形的腔体；双钢板2两端分别设有钢板围合形成的方钢管混凝土边框柱I ;双钢板外侧设有由纵向分布钢筋5和横向分布钢筋4钢筋组成的钢筋网；剪力墙边梁为型钢梁13 ;在双钢板2的若干个截面为正方形的腔体之间的钢板上设置有用于拉结钢筋穿过的孔；双钢板2端部焊接的两个钢管混凝土边框柱I内部设置有螺旋箍筋3 ；两端钢管混凝土边框柱I钢管外侧设有外突出的栓钉6 ;双钢板2上每隔一段间距开两道平行且距离等于双钢板7间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板7的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同；其制作顺序如下:
[0036]I)制作钢管混凝土边框柱的钢管柱，在钢管混凝土边框柱I上焊接栓钉6和竖向可与钢筋网连接的钢板条8，钢管内设置螺旋箍筋3 ;
[0037]2)制作型钢梁13，将型钢梁13与钢管混凝土边框柱I固结；
[0038]3)制作双钢板内多腔体，在双钢板2上每隔一段间距开两道平行且距离等于双钢板2间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板7的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同，将横钢板7插入竖槽中，并与双钢板2焊接，形成截面为正方形的腔体，在双钢板2的每组竖槽之间打孔，以便拉结筋10穿过；
[0039]4)绑扎钢筋，在钢管混凝土柱边框柱外侧绑扎纵向钢筋11和箍筋12，型钢梁外绑扎纵向钢筋14和箍筋15，在双钢板2外侧绑扎竖向钢筋5和水平钢筋4，并在钢板2的孔洞中穿过拉结筋10将双钢板2两侧的分布钢筋网拉结；
[0040]5)配置基础梁，将钢筋混凝土边框柱1、双钢板2、双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网插入基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土柱边框柱1、双钢板2，双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网中的竖向钢筋5实现刚性连接；
[0041]6)将型钢梁13与钢管混凝土柱边框柱1、双钢板2，双钢板之间的横钢板7和分布钢筋网中的竖向钢筋5进行连接；
[0042]7)在钢管混凝土柱边框柱1、边框梁13和双钢板分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土 9，成型后即为内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙。
[0043]以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
【权利要求】
1.内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙，其特征在于:墙体呈工字型，墙体外围是由钢筋混凝土(9)围合而成；墙体内部配置双钢板(2);双钢板(2)内部通过横钢板(7)分隔出若干个相互间隔的截面为正方形的腔体；双钢板(2)两端分别设有钢板围合形成的方钢管混凝土边框柱(I);双钢板外侧设有由纵向分布钢筋(5)和横向分布钢筋(4)钢筋组成的钢筋网；在双钢板(2)的若干个截面为正方形的腔体之间的钢板上设置有用于拉结钢筋(10)穿过的孔；剪力墙边梁为型钢梁(13)。
2.根据权利要求1所述的内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙，其特征在于:双钢板(2)端部焊接的两个钢管混凝土边框柱(I)内部设置有螺旋箍筋(3)。
3.根据权利要求1所述的内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙，其特征在于:两端钢管混凝土边框柱(I)钢管外侧设有外突出的栓钉(6)。
4.根据权利要求1所述的内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙，其特征在于:双钢板(2)上每隔一段间距开两道平行且距离等于双钢板(2)间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板(7)的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同。
5.根据权利要求1所述的内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙的施工方法，其特征在于，包括下述步骤: 1)制作钢管混凝土边框柱(I)的钢管柱，在钢管柱上焊接栓钉(6)和竖向可与钢筋网连接的钢板条(8)，钢管内设置螺旋箍筋(3)； 2)制作型钢梁(13)，将型钢梁(13)与钢管混凝土边框柱(I)固结； 3)制作双钢板内多腔体，在双钢板(2)上每隔一段间距开两道平行且距离等于双钢板(2)间距的竖槽，每组竖槽间距为不超过墙体厚度的三倍，竖槽上下贯通；横钢板(4)的大小为宽度不大于墙体厚度，长度与竖槽长度相同，将横钢板(7)插入竖槽中，并与双钢板(2)焊接，形成截面为正方形的腔体，在双钢板(2)的每组竖槽之间打孔，以便拉结筋(10)穿过； 4)绑扎钢筋，在钢管混凝土边框柱(I)外侧绑扎纵向钢筋(11)和箍筋(12)，型钢梁(13)外绑扎纵向钢筋(14)和箍筋(15)，在双钢板(2)外侧绑扎竖向钢筋(5)和水平钢筋(4)，并在双钢板(2)的孔洞中穿过拉结筋(10)将双钢板(2)两侧的分布钢筋网拉结； 5)配置基础梁，将钢筋混凝土边框柱(I)、双钢板(2)、双钢板之间的横钢板(7)和分布钢筋网插入基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土柱边框柱(I)、双钢板(2)、双钢板之间的横钢板(7)和分布钢筋网中的竖向钢筋(5)实现刚性连接； 6)将型钢梁(13)与钢管混凝土柱边框柱(I)、双钢板(2)，双钢板之间的横钢板(7)和分布钢筋网中的竖向钢筋(5)进行连接； 7)在钢管混凝土柱边框柱(I)、边框梁(13)和双钢板分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土(9)，成型后即为内藏多腔双钢板及钢管混凝土柱组合剪力墙。
【文档编号】E04G21/00GK103726594SQ201310746607
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】张建伟, 崔晓曦, 曹万林, 乔崎云, 马恒 申请人:北京工业大学