本发明属于建筑工程领域，涉及混凝土剪力墙结构，特别涉及型钢混凝土剪力墙边缘构件及建造方法。
背景技术：
长期以来，建筑结构工程技术人员及科研人员，为了提高混凝土剪力墙结构的性能，通过在混凝土剪力墙的边缘构件中布置型钢实现其目标，为此，我国的建筑结构方面的科研工作者做了大量的研究工作，取得了丰硕的科研成果。
近年来，随着建筑工业化的需求及装配式建筑的兴起，用于装配式混凝土结构的型钢混凝土剪力墙边缘构件的研究和技术创新不断涌现，检索到的技术文献有：
1申请公布号cn105667475a的发明专利申请：“钢与混凝土组合剪力墙及其施工方法”，公开了一种钢与混凝土组合剪力墙,包括：两个钢板结构,其分别设于剪力墙的两端,每个所述钢板结构为u型钢板,所述u型钢板纵向边缘设有折边,所述折边沿着所述u型钢板侧面呈直角折叠,所述折边间设有多根第一约束水平拉筋,所述u型钢板内壁的纵向上分别设有相对应的纵向加劲肋,所述纵向加劲肋间设有多根第二约束水平拉筋；以及钢筋架结构,其设于所述两个钢板结构之间。该发明申请的钢与混凝土组合剪力墙,墙体端部设置的折边u型钢板与混凝土形成组合结构,提高了构件的承载能力及延性；外包的钢板还可起到墙体混凝土施工时的模板作用,减少施工模板的使用量,节约了建造成本。且施工方法简单,便于施工,提高工作效率。
但该发明申请存在的问题是：墙体端部设置的折边u型钢板加工难度大，不利于工业化生产，生产工效低，推高成本；钢结构暴露在外，必须采取防火涂层，不仅增加成本，而且墙体截面如何与混凝土墙体协调也很麻烦；实施例仅有“一字型”剪力墙，“t型”、“l型”剪力墙如何解决，肯定是相当困难的，所以，该发明申请很难具有可实施性。
2申请公布号cn107090925a的发明专利申请：“加强型预制钢筋混凝土剪力墙、结构体系及其施工方法”，公开了一种加强型预制钢筋混凝土剪力墙、结构体系及其施工方法。该发明申请由预制墙板上下连接组成,包括预制墙板的边缘区的加强竖向钢骨、钢筋和浇筑的混凝土墙身,加强竖向钢骨非连续设置,分别设置在预制墙板上下两端的连接节点处,边缘纵筋由水平箍筋或拉筋固定、套设在加强竖向钢骨外；加强竖向钢骨外侧与边缘纵筋搭接、锚固或焊接,一端伸出混凝土墙身；混凝土墙身的高度不高于边缘纵筋和墙身竖向钢筋的高度；上下相邻预制墙板通过相对应的加强竖向钢骨、边缘纵筋和墙身竖向钢筋连接,连接节点区浇筑有连接接缝。本发明成本低、施工便捷、连接处具有优异的抗剪强度、施工质量便于控制。
该发明申请并不是真正意义上的型钢混凝土剪力墙边缘构件，其型钢仅用于装配时的连接和提高连接面的抗剪性能。
3申请公开号cn101230602a的发明专利申请，公开了“一种型钢混凝土组合剪力墙及其施工方法”。墙体钢筋采用双向双层布置,墙体内布置有边缘暗柱、边缘暗梁和暗支撑,两根边缘暗柱分别位于墙体左右两侧,两根边缘暗梁分别位于墙体上下两端,边缘暗柱的型钢柱沿墙体宽度方向配置,边缘暗梁的型钢梁沿墙体高度方向配置,型钢柱与型钢梁之间采用刚性连接,形成型钢框架；型钢、钢筋和混凝土材料协同工作形成墙体中的斜向防屈曲暗支撑,可以消耗掉大量的地震能量,防止墙体在混凝土材料开裂后形成水平方向的滑移带导致构件耗能性能下降。设计上满足强节点弱构件设计原则；型钢混凝土组合暗支撑可依据实际工程条件设计成x形,人字形或v字形。该发明申请可大大提高剪力墙结构承载能力和抗震耗能能力,同时也使得构件的延性、刚度等性质得到改善。
该发明申请是一种全现浇混凝土的施工方式，并不适合于建筑工业化和装配式建筑。
现有的型钢混凝土剪力墙边缘构件及建造技术，大多是将型钢用于增强剪力墙结构的性能，未见有将其既作为剪力墙边缘构件的配筋，又作为提高剪力墙的性能，同时还作为免拆模板的固定件，实现一件多用的效果，以提高建筑工业化水平，开辟出高效低耗的装配式混凝土剪力墙结构建筑的实施模式。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：提供型钢混凝土剪力墙边缘构件及建造方法，使其边缘构件的型钢既作为剪力墙边缘构件的配筋，又可提高剪力墙的性能，同时还可以作为免拆模板的固定件，实现一件多用，为提高建筑工业化水平，提供高效低耗的装配式混凝土剪力墙结构建筑建造方法。
本发明采用如下的技术方案：
型钢混凝土剪力墙边缘构件，其特征是：包括开孔方钢管以及薄壁型钢桁架，所述开孔方钢管的四面设置有方钢管孔洞，且方钢管孔洞处设置有舌形钢板；所述薄壁钢桁架包括l型薄壁钢、纵向拉结板以及横向拉结板，纵向拉结板与横向拉结板通过l型薄壁钢连接，且纵向拉结板沿纵向设置，横向拉结板沿横向设置。
所述纵向拉结板与墙身水平分布钢筋固定连接时，纵向拉结板的截面为之字型。
型钢混凝土剪力墙边缘构件的建造方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、制备开孔方钢管
根据生产设计要求，采用冷加工技术加工制备开孔方钢管，在生产线上使用冲床在带钢上制备预设孔洞，按照焊接方钢管的冷轧生产工艺制成设置有方钢管孔洞的方钢管，在生产线上用机械手臂在方钢管孔洞处制备舌形钢板，按设计要求截断，完成开孔方钢管的制备；
步骤二、制备薄壁型钢桁架
根据生产设计要求，生产线上采用点焊的方式，将l型薄壁钢、纵向拉结板和横向拉结板通过点焊连接在一起，制备成薄壁型钢桁架，当纵向拉结板用于固定墙身水平分布钢筋时，将纵向拉结板冷轧成为之字形截面；
步骤三、布置型钢和绑扎钢筋
根据结构设计需要设置的受力纵向钢筋面积，按照等强度的原则布置剪力墙边缘构件的开孔方钢管或薄壁型钢桁架，上下相邻两个开孔方钢管的连接处通过小截面方钢管套入后焊接或螺栓连接，或连接处增设附加钢筋实现结构受力作用的搭接连接；相邻两个薄壁型钢桁架的连接处通过小截面薄壁型钢桁架套入后焊接或螺栓连接，或连接处增设附加钢筋实现结构受力作用的搭接连接；直至全部型钢布置和钢筋绑扎完成；
剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋全部由开孔方钢管或薄壁型钢桁架代替，或采取薄壁型钢桁架和剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋混合布置的方式，水平方向的钢筋包括边缘构件箍筋和剪力墙墙身水平分布钢筋采用常规方法制作，钢筋布置完后将舌形钢板弯曲，形成弯曲舌形钢板紧紧扣住边缘构件箍筋和剪力墙墙身水平分布钢筋；
步骤四、固定水泥压力板
使用自攻钉将水泥压力板与型钢紧固连接在一起，直至全部模板固定完成；
步骤五、浇筑混凝土
采用常规方法向模板内浇筑混凝土并完成养护，水泥压力板不拆除，成为剪力墙的一部分，至此型钢混凝土剪力墙边缘构件的建造完成，继续施工重复上述步骤，直至全部工程完成。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出了型钢混凝土剪力墙边缘构件及建造方法，使其边缘构件处的型钢既作为剪力墙边缘构件的配筋，又可提高剪力墙的性能，同时还可以作为免拆模板的固定件，实现一件多用，为提高建筑工业化水平，提供了质量好、建造速度快、高效低耗的装配式混凝土剪力墙结构建筑的建造方法。
附图说明
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明开孔方钢管的截面示意图。
图2为本发明开孔方钢管的左侧视示意图。
图3为本发明开孔方钢管的正视示意图。
图4为本发明开孔方钢管的右侧视示意图。
图5为本发明用于剪力墙的薄壁型钢桁架的截面示意图。
图6为本发明用于剪力墙的薄壁型钢桁架的正视示意图。
图7为本发明用于剪力墙的薄壁型钢桁架的侧视示意图。
图8为本发明用于填充墙的薄壁型钢桁架的截面示意图。
图9为本发明用于填充墙的薄壁型钢桁架的正视示意图。
图10为本发明用于填充墙的薄壁型钢桁架的侧视示意图。
图11为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件t型截面示意图。
图12为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件ⅰ-ⅰ剖面示意图。
图13为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件ⅱ-ⅱ剖面示意图。
图14为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件l型截面示意图。
图15为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件ⅲ-ⅲ剖面示意图。
图16为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件一字型截面示意图。
图17为本发明开孔方钢管剪力墙边缘构件ⅳ-ⅳ剖面示意图。
图18为本发明剪力墙墙身截面示意图。
图19为本发明剪力墙墙身ⅶ-ⅶ剖面示意图。
图20为本发明剪力墙墙身ⅵ-ⅵ剖面示意图。
图21为本发明型钢和钢筋混合配筋的一字型剪力墙边缘构件及填充墙的截面示意图。
图22为本发明混合配筋一字型剪力墙边缘构件及填充墙的ⅷ-ⅷ剖面示意图。
图23为本发明混合配筋一字型剪力墙边缘构件及填充墙的ⅸ-ⅸ剖面示意图。
图中：1-开孔方钢管、2-舌形钢板、3-方钢管孔洞、4-薄壁型钢桁架、5-l型薄壁钢、6-纵向拉结板、7-横向拉结板、8-墙身水平分布钢筋、81-边缘构件箍筋、82-边缘构件拉结筋、9-弯曲舌形钢板、10-水泥压力板、11-自攻钉、12-剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
如图1至图4所示，本发明提出了一种开孔方钢管1包括开孔方钢管1、舌形钢板2以及方钢管孔洞3，所述开孔方钢管1为四面有洞口的方钢管；所述舌形钢板2为方钢管洞口处，通过冷轧的方式加工出舌形状的钢板；所述方钢管孔洞3开在方钢管的四面；开孔方钢管1的制备是按照需求，采用冷加工的办法加工制备获得，首先在生产线上使用冲床在带钢上去掉没有用的部分，带刚上形成了预设的孔洞，然后按照焊接方钢管的冷轧生产工艺制成带孔的方钢管，接着在生产线上用机械手臂在开孔处作出舌形钢板2，经过截断后完成开孔方钢管1的制备；
如图5至图10所示，本发明提出了薄壁型钢桁架4包括薄壁型钢桁架4、l型薄壁钢5、纵向拉结板6以及横向拉结板7，所述薄壁型钢桁架4是将l型薄壁钢5、纵向拉结板6和横向拉结板7通过点焊的方法形成的钢架；所述l型薄壁钢5是截面为l形的冷轧薄壁型钢；所述纵向拉结板6沿着纵向设置；所述横向拉结板7沿着横向设置；薄壁型钢桁架4的制备是按照需求，在生产线上采用点焊的方式，将l型薄壁钢5、纵向拉结板6和横向拉结板7通过点焊连接在一起，制备成薄壁型钢桁架4，当纵向拉结板6用于固定墙身水平分布钢筋8时，将纵向拉结板6冷轧成为之字形截面；
实施例一：采用开孔方钢管1施工混凝土剪力墙边缘构件
如图11至图17所示，
步骤一、布置开孔方钢管1和绑扎钢筋
根据结构设计需要设置的纵向受力钢筋面积，按着等强度的原则布置剪力墙边缘构件的开孔方钢管1，开孔方钢管1上下之间的连接，可以采用小截面方钢管套入后焊接或螺栓连接，也可以采用连接处增设附加钢筋实现结构受力作用的搭接连接；
剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋全部由开孔方钢管1代替，水平方向的钢筋包括边缘构件箍筋81和剪力墙墙身水平分布钢筋8仍然采用常规的做法，钢筋布置完后将舌形钢板2弯曲，形成弯曲舌形钢板9紧紧扣住边缘构件箍筋81和剪力墙墙身水平分布钢筋8，直至全部开孔方钢管1的布置和钢筋绑扎完成；
步骤二、固定水泥压力板10
使用自攻钉11将水泥压力板10与开孔方钢管1紧固连接在一起，直至全部水泥压力板10固定完成，形成模板；
步骤三、浇筑混凝土
采用常规方法向模板内浇筑混凝土并完成养护，水泥压力板10不拆除，成为剪力墙的一部分，至此型钢混凝土剪力墙边缘构件的建造完成，继续往上施工重复上述步骤，直至全部工程完成。
实施例二：采用薄壁型钢桁架4施工混凝土剪力墙边缘构件
如图21至图23所示，当有剪力墙连梁与边缘构件相连时，采用开孔方钢管1会影响剪力墙连梁的钢筋布置，此种情况下采用薄壁型钢桁架4施工混凝土剪力墙边缘构件，
步骤一、布置薄壁型钢桁架4和绑扎钢筋
根据结构设计需要设置的纵向受力钢筋面积，按着等强度的原则布置剪力墙边缘构件的薄壁型钢桁架4，薄壁型钢桁架4上下之间的连接，可以采用小截面薄壁型钢桁架4套入后焊接或螺栓连接，也可以采用连接处增设附加钢筋实现结构受力作用的搭接连接；
剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋全部由薄壁型钢桁架4代替，也可以只代替一部分，另一部分仍然采用传统的剪力墙边缘构件的纵向受力钢筋12，形成混合配筋的形式，水平方向的钢筋包括边缘构件箍筋81、剪力墙墙身水平分布钢筋8和边缘构件拉结筋82仍然采用传统的做法，直至全部薄壁型钢桁架4的布置和钢筋绑扎完成；
步骤二、固定水泥压力板10
使用自攻钉11将水泥压力板10与薄壁型钢桁架4紧固连接在一起，直至全部水泥压力板10固定完成，形成模板；
步骤三、浇筑混凝土
采用常规方法向模板内浇筑混凝土并完成养护，水泥压力板10不拆除，成为剪力墙的一部分，至此型钢混凝土剪力墙边缘构件的建造完成，继续往上施工重复上述步骤，直至全部工程完成。
实施例三、剪力墙墙身的建造过程
如图18至图20所示，采用薄壁型钢桁架4施工混凝土剪力墙墙身，
步骤一、布置薄壁型钢桁架4和绑扎钢筋
根据结构设计需要设置的剪力墙墙身竖向分布钢筋面积，按着等强度的原则布置剪力墙墙身的薄壁型钢桁架4，薄壁型钢桁架4上下之间的连接，可以采用小截面薄壁型钢桁架4套入后焊接或螺栓连接，也可以采用连接处增设附加钢筋实现结构受力作用的搭接连接；
剪力墙墙身竖向分布钢筋全部由薄壁型钢桁架4代替，水平方向的剪力墙墙身水平分布钢筋8仍然采用传统的做法，直至全部薄壁型钢桁架4的布置和钢筋绑扎完成；
步骤二、固定水泥压力板10
使用自攻钉11将水泥压力板10与薄壁型钢桁架4紧固连接在一起，直至全部水泥压力板10固定完成，形成模板；
步骤三、浇筑混凝土
采用常规方法向模板内浇筑混凝土并完成养护，水泥压力板10不拆除，成为剪力墙的一部分，至此混凝土剪力墙墙身的建造完成。
实施例四、填充墙的建造过程
如图21至图23所示，采用薄壁型钢桁架4施工填充墙，
步骤一、布置薄壁型钢桁架4和隔离材料
根据结构设计和固定水泥压力板10作为模板的需要布置并固定薄壁型钢桁架4；为了减小填充墙对整体结构侧移刚度的影响，在填充墙与剪力墙和剪力墙连梁交接处使用软质材料隔离并作为剪力墙的端部侧模以及剪力墙连梁的底模，当作为剪力墙连梁的底模时在其下部设置一层水泥压力板10；
步骤二、固定水泥压力板10
使用自攻钉11将水泥压力板10与薄壁型钢桁架4紧固连接在一起，直至全部水泥压力板10固定完成；
步骤三、灌注泡沫混凝土
在填充墙模板的顶部开小口，采用常规方法向模板内灌注泡沫混凝土并完成养护，水泥压力板10不拆除，成为填充墙的一部分，至此，填充墙建造完成。
以上所述仅为本发明优选的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。