一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙的制作方法

本发明属于结构工程技术领域，涉及一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙。

背景技术：

随着高层建筑的数量和高度不断增加，结构对抗侧力的要求越来越高。剪力墙作为一种重要的抗侧力构件，被越来越多的应用到高层和超高层建筑中。在承受水平作用的同时，底部剪力墙还需要承担巨大的竖向荷载。如果采用传统的钢筋混凝土剪力墙，不得不提高混凝土强度等级或增加剪力墙的厚度。组合剪力墙能结合混凝土与钢材的优点，使其在荷载作用下能够协调工作，共同受力。

目前已经出现了各种构造形式的组合钢板剪力墙，包括内嵌钢板-混凝土组合剪力墙，与纯钢板剪力墙相比，其用钢量小，承载力大，稳定性和耐火性能良好等优点。根据两侧混凝土板的制作方法，此种组合剪力墙分为现浇混凝土墙板组合剪力墙和预制混凝土墙板剪力墙。相比于预制混凝土墙板，现浇混凝土墙板可以与钢板共同受力，提高剪力墙的承载能力；另外施工过程中，预制混凝土墙板与内嵌钢板的孔洞位置精度要求较高，否则会因为误差而导致二次施工，而采用现浇混凝土则可以避免这一缺点。但采用现浇混凝土时，钢板与混凝土之间的连接性能已经成为影响内嵌钢板-混凝土组合剪力墙承载能力和抗震性能的关键因素之一。在内嵌钢板混凝土组合剪力墙中，混凝土与钢板之间主要有螺栓连接、栓钉连接和拉结筋连接等方式。这些连接方式导致组合钢板剪力墙施工难度大和质量难以保证，因此有必要研究出一种新的连接方式，使得混凝土与钢板之间能够简单有效地结合在一起。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙，用于解决现有技术中内嵌钢板-混凝土组合剪力墙连接构造复杂的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙，包括有顶梁、墙体、底梁、钢板，所述顶梁、墙体、底梁由上到下连接为一体，所述钢板包括有由上到下连接为一体的第一钢板区段、第二钢板区段、第三钢板区段，所述第一钢板区段、第二钢板区段、第三钢板区段分别内嵌于顶梁、墙体、底梁内；所述钢板板壁的前后两侧分别设有分布筋，所述分布筋在所述顶梁、墙体、底梁内，所述第二钢板区段上设有多个孔洞，所述孔洞贯穿所述第二钢板区段的板壁，所述墙体内还设有多根拉结筋，所述拉结筋穿过孔洞，所述拉结筋两端分别与钢板板壁前后两侧的分布筋相连。

优选地，所述顶梁、墙体、底梁通过现浇混凝土连接成为整体的构件。

优选地，所述第一钢板区段的长度为所述顶梁梁高的1/4～3/4。

优选地，所述第三钢板区段的长度为所述底梁梁高的1/4～3/4。

优选地，所述钢板的上下两端分别设有辅助钢板。即所述第一钢板区段上端和所述第三钢板区段下端分别设有辅助钢板。

更优选地，所述钢板的上下两端分别与辅助钢板垂直连接。即所述第一钢板区段上端与辅助钢板垂直连接，所述第三钢板区段下端与辅助钢板垂直连接。

最优选地，所述钢板的上下两端分别与所述辅助钢板的中心位置垂直连接。即所述第一钢板区段上端分别与所述辅助钢板的中心位置垂直连接，所述第三钢板区段下端分别与所述辅助钢板的中心位置垂直连接。

优选地，所述钢板板壁的左右两侧分别设有型钢。

更优选地，所述型钢选自槽钢、工字钢、钢板中的一种。

更优选地，所述钢板板壁的左右两侧分别与型钢垂直连接。

更优选地，所述钢板板壁的左右两侧分别与型钢的中心位置垂直连接。

上述钢板、辅助钢板、型钢之间采用焊接连接。

优选地，所述孔洞的形状为菱形。

更优选地，所述菱形孔洞与相邻菱形孔洞之间的净间距不小于菱形孔洞的边长。所述净间距是指菱形孔洞的边缘与相邻菱形孔洞的边缘之间的最短距离。

优选地，所述孔洞的面积占所述第二钢板区段总面积的12～25％。

优选地，所述孔洞设置在所述第二钢板区段的中心区域。

优选地，所述孔洞与相邻孔洞之间应对称布置。从而使得第二钢板区段均匀受力。所述孔洞与相邻孔洞之间对称布置是指，孔洞的形状和尺寸相同，孔洞与相邻孔洞之间的净间距相等。

优选地，所述分布筋包括有水平分布筋和竖向分布筋，所述水平分布筋在所述钢板板壁的前后两侧对称分布，所述竖向分布筋在所述钢板板壁的前后两侧对称分布，位于所述钢板板壁同侧的水平分布筋和竖向分布筋交叉连接形成多个节点。

更优选地，所述位于所述钢板板壁同侧的水平分布筋与竖向分布筋相互垂直交叉连接形成多个节点。

更优选地，所述竖向分布筋上下两端分别伸入顶梁、底梁内锚固。

优选地，所述第二钢板区段上的每个孔洞均贯穿有一根拉结筋，所述拉结筋两端分别与所述钢板板壁的前后两侧对称分布的节点相连接。

优选地，所述顶梁内还设有钢筋笼，所述钢筋笼围在所述辅助钢板的上端和外侧，并与所述分布筋相连接。

优选地，所述底梁内还设有钢筋笼，所述钢筋笼围在所述辅助钢板的下端和外侧，并与所述分布筋相连接。

如上所述，本实用新型提供的一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙，针对内嵌钢板-混凝土组合剪力墙连接构造复杂的问题，通过在内嵌钢板上设置孔洞，方便了混凝土墙体内分布筋与拉结筋的连接，且有利于钢板在混凝土中的锚固。由于内嵌于混凝土墙体内的钢板具有很强的耗能能力和变形能力，但是在大荷载作用下容易屈曲，产生平面外的变形，而混凝土墙体能够为内嵌钢板提供较强的平面外约束，一般钢板剪力墙的破坏为角部的屈服和屈曲，而钢板中部设置的菱形孔洞可以削弱钢板的刚度，转移钢板的薄弱地带。同时，本实用新型提供的一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙，其结构设计巧妙，方便施工，可以充分利用钢材与混凝土材料的优点，保证其共同承受荷载及地震作用，且具有良好的防火防腐蚀性能、经济效益和工程应用价值。

附图说明

图1显示为本实用新型的第二钢板板壁上的孔洞分布结构示意图。

图2显示为本实用新型的现浇混凝土部分(包括顶梁、墙体、底梁)的结构示意图。

图3显示为图2中A-A剖面放大示意图。

图4显示为图2中B-B剖面示意图。

附图标记

1 钢板

11 第一钢板区段

12 第二钢板区段

13 第三钢板区段

2 墙体

3 顶梁

4 底梁

5 分布筋

51 水平分布筋

52 竖向分布筋

6 拉结筋

7 辅助钢板

8 型钢

9 孔洞

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-4所示，本实用新型提供一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙，包括有顶梁3、墙体2、底梁4、钢板1，所述顶梁3、墙体2、底梁4由上到下连接为一体，所述钢板1包括有由上到下连接为一体的第一钢板区段11、第二钢板区段12、第三钢板区段13，所述第一钢板区段11、第二钢板区段12、第三钢板区段13分别内嵌于顶梁3、墙体2、底梁4内；所述钢板1板壁的前后两侧分别设有分布筋5，所述分布筋5在所述顶梁3、墙体2、底梁4内，所述第二钢板区段12上设有多个孔洞9，所述孔洞9贯穿所述第二钢板区段12的板壁，所述墙体2内还设有多根拉结筋6，所述拉结筋6穿过孔洞9，所述拉结筋6两端分别与钢板1板壁前后两侧的分布筋5相连。

在一个优选的实施例中，如图1-2所示，所述顶梁3、墙体2、底梁4通过现浇混凝土连接成为整体的构件。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述第一钢板区段11的长度为所述顶梁3梁高的1/4～3/4，优选为梁高的2/3；所述第三钢板区段13的长度为所述底梁4梁高的1/4～3/4，优选为梁高的2/3。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述钢板1的上下两端分别与辅助钢板7垂直连接。即所述第一钢板区段11上端与辅助钢板7垂直连接，所述第三钢板区段13下端与辅助钢板7垂直连接。进一步优选地，所述钢板1的上下两端分别与所述辅助钢板7的中心位置垂直连接，即所述第一钢板区段11上端分别与所述辅助钢板7的中心位置垂直连接，所述第三钢板区段13下端分别与所述辅助钢板7的中心位置垂直连接。

在一个优选的实施例中，如图3所示，所述钢板1板壁的左右两侧分别设有型钢8。所述型钢8选自槽钢、工字钢、钢板中的一种，如图3所示优选为工字钢。所述钢板1板壁的左右两侧分别与型钢8垂直连接，进一步优选地，所述钢板1板壁的左右两侧分别与型钢8的中心位置垂直连接。

在一个优选的实施例中，如图3-4所示，钢板1、辅助钢板7、型钢8之间采用焊接连接，以增强组合墙两端的强度。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述孔洞9的形状为菱形；所述菱形孔洞与相邻菱形孔洞之间的净间距不小于菱形孔洞的边长。所述孔洞9的面积占所述第二钢板区段12总面积的12～25％。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述孔洞9设置在所述第二钢板区段12的中心区域。所述孔洞9与相邻孔洞9之间应对称布置。从而使得第二钢板区段12均匀受力。

在一个优选的实施例中，如图3-4所示，所述分布筋5包括有水平分布筋51和竖向分布筋52，所述水平分布筋51在所述钢板1板壁的前后两侧对称分布，所述竖向分布筋52在所述钢板1板壁的前后两侧对称分布，位于所述钢板1板壁同侧的水平分布筋51和竖向分布筋52交叉连接形成多个节点。进一步优选地，所述位于所述钢板1板壁同侧的水平分布筋51与竖向分布筋52相互垂直交叉连接形成多个节点。

在一个优选的实施例中，如图3-4所示，所述第二钢板区段12上的每个孔洞9均贯穿有一根拉结筋6，所述拉结筋6两端分别与所述钢板1板壁的前后两侧对称分布的节点相连接。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述竖向分布筋52上下两端分别伸入顶梁3、底梁4内锚固。所述顶梁3内还设有钢筋笼，所述钢筋笼围在所述辅助钢板7的上端和外侧，并与所述分布筋5相连接。所述底梁4内还设有钢筋笼，所述钢筋笼围在所述辅助钢板7的下端和外侧，并与所述分布筋5相连接。

下面结合图1-4，说明本实用新型中一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙的制作、使用过程。

首先，在工厂对钢板1进行预加工，按照设计的尺寸切割钢板1，按设定的位置在第二钢板区段12上开设菱形孔洞9，并在钢板1的第一钢板区段11的上端和第三钢板区段13下端焊接辅助钢板7，在钢板1板壁的左右两侧焊接型钢8。

其次，安装钢筋笼以及钢板1，绑扎底梁4部位的钢筋，制作钢筋笼，并将钢板1安装到指定位置，绑扎钢板1板壁的前后两侧的水平分布筋51与竖向分布筋52，竖向分布筋52由若干条钢筋竖向平行排布而成，水平分布筋51由若干条钢筋水平平行排布而成，在水平分布筋51与竖向分布筋52的交点处按照“隔一拉一”的原则设置拉结筋6，拉结筋6通过开设的菱形孔洞9连接钢板1板壁的前后两侧对称分布的节点，再制作顶梁3部位的钢筋笼。

然后，浇筑混凝土，先浇筑底梁4混凝土，待底梁4浇捣完成后，再浇筑剪力墙墙体2和顶梁3部分的混凝土，从而获得一种内嵌开孔钢板混凝土组合剪力墙。该剪力墙方便了混凝土墙体内分布筋5与拉结筋6的连接，保证混凝土浇筑质量的同时，为钢板提供了足够的平面外支撑，其结构设计巧妙，方便施工，增强钢板与混凝土的协同工作能力，可以充分利用钢材与混凝土材料的优点，保证其共同承受荷载及地震作用，且具有良好的防火防腐蚀性能、经济效益和工程应用价值

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。