本发明是一种内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙及作法，属于一种提高结构抗震性能与恢复性能的预应力组合剪力墙及制作方法。
背景技术：
剪力墙作为高层建筑中应用最为广泛的抗侧力构件，其对结构抗震性能起到至关重要的作用。钢管混凝土边框剪力墙目前应用已较多，作为一种组合剪力墙其充分发挥了钢管混凝土边框柱的抗压与抗拉作用，具有良好的抗震性能。同时钢板混凝土组合剪力墙可以充分发挥钢和混凝土两种材料的优点，改善传统钢筋混凝土剪力墙延性和耗能能力较差的缺点，在钢-混凝土组合结构中具有较好的应用优势。钢-混凝土组合剪力墙主要三种结构形式，包括内嵌钢板-混凝土组合剪力墙、单侧钢板组合剪力墙以及双钢板剪力墙。内嵌钢板和单侧钢板组合剪力墙在大变形情况下，钢板外侧混凝土易开裂剥落，继而难以约束钢板屈曲变形引起剪力墙延性与耗能能力下降；同时这两种形式剪力墙需现场支模、绑扎钢筋等工序，施工相对比较困难。双钢板混凝土剪力墙的外侧双钢板不仅能够在使用阶段约束内填混凝土，提高混凝土变形能力，还能作为混凝土浇筑模板，方便施工。
为进一步提高双钢板组合剪力墙性能，本发明提出了内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙。借助钢管混凝土边框柱内的预应力筋，减小墙体水平荷载作用下变形，一定程度实现剪力墙在地震作用后的恢复性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种提高结构抗震性能，一定程度实现结构的可恢复性能的钢管混凝土边框双钢板剪力墙，主要用于高层建筑或大型复杂多层建筑的剪力墙结构或筒体结构，以减小其在地震作用下结构变形。
本发明采用以下技术方案：
内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙，主要由钢管混凝土边框柱(1)、预应力筋(2)、钢板(3)、竖向钢板条(4)、栓钉(5)组成。主要特征为：预应力筋(2)置于钢管混凝土边框柱(1)内；剪力墙墙板(6)两侧设置钢管混凝土边框柱(1)；剪力墙墙板(6)采用外包双钢板。
所述钢管混凝土边框柱(1)内所用混凝土强度不低于c50，以减少预应力损失；所用钢材不低于q345。
所述钢管混凝土边框柱(1)在墙体厚度方向的尺寸大于墙体厚度，钢管混凝土边框柱的截面为矩形，可采用单腔体钢管混凝土柱，也可采用多腔体钢管混凝土边框柱。当采用矩形截面时，钢管混凝土边框柱，高宽比宜在1-2之间，以发挥钢管对混凝土的约束效应；当钢管混凝土边框柱(1)高宽比大于2时，采用多腔体钢管混凝土边框柱，或增加栓钉、加劲肋构造措施。
所述预应力筋(2)用无粘结预应力筋，预应力筋的配置根据剪力墙的截面大小和钢管混凝土边框柱的截面含钢率增减。无粘结预应力筋采用低松弛钢绞线或者钢筋，当初始应力为抗拉强度70％时，应力松弛试验按gb/t21839测定1000h松弛值小于2.5％。
所述剪力墙外包钢板(3)通过打孔然后穿入栓钉(5)，钢板(3)与钢管混凝土边框(1)通过竖向钢板(4)条焊接；栓钉长度大于4倍栓钉直径，并进行点焊固定。
所述上边框梁(7)和下边框梁或基础梁(8)为钢筋混凝土梁，或为型钢混凝土梁，截面为矩形，混凝土现场浇筑。
本发明提出的内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙，采用的无粘结预应力在对于提高剪力墙恢复性能起到关键作用。在水平荷载作用下，当钢管混凝土边框剪力墙一侧受拉一端受压时，无粘结预应力筋也协同工作。受拉侧无粘结预应力筋伸长，阻止剪力墙继续变形。当水平荷载卸载或地震作用减弱时，仍弹性段或弹塑性段的受拉无粘结预应力筋有收缩趋势，从而减小剪力墙变形。该剪力墙相对于普通剪力墙具有以下优势：
(1)钢管混凝土边框柱内布置低松弛无粘结预应力筋，不仅能够提高剪力墙的抗弯承载力还能减小钢管混凝土边框剪力墙残余变形，实现功能可恢复性；
(2)钢管混凝土边框充分利用钢管混凝土的约束效应，能避免墙体角部混凝土过早压溃，提高了剪力墙延性；并且分担墙体更多的荷载，一定程度上能够减少剪力墙厚度，提高建筑空间利用率。同时边框对混凝土墙体的约束更强，延缓墙体裂缝开展；剪力墙外侧钢板在栓钉固定下能够有效约束混凝土，提高剪力墙抗剪性能，同时在施工阶段兼做混凝土施工模板，简化现场施工工艺。
由于剪力墙是建筑结构的核心抗侧力部件，提高了剪力墙的抗震能力就改善了结构整体的抗震能力。设置内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙，能实现建筑物预期的可恢复性能；当建筑物遭遇强烈地震时，可减轻其震害，防止其倒塌。
附图说明
图1是剪力墙立面示意图
图2是剪力墙墙体水平剖面图
附图代号说明：1-钢管混凝土边框柱，2-预应力筋，3-钢板，4-竖向钢板条，5-栓钉，6-剪力墙墙板，7-上边框梁，8-下边框梁或基础梁。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体说明。
如图1、图2所示，内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙包括由钢管混凝土边框柱(1)、预应力筋(2)、钢板(3)、竖向钢板条(4)、栓钉(5)、剪力墙墙板(6)、上边框梁(7)、下边框梁或基础梁(8)。
内置预应力的钢管混凝土边框双钢板剪力墙制作步骤如下：
第一步，制作钢管混凝土边框柱(1)、钢板(3)；
第二步，将竖向钢板条(4)焊接到钢管混凝土边框柱(1)上，并将钢板(3)焊接到竖向钢板条上(4)；
第三步，绑扎基础梁(8)内钢筋，并将钢管混凝土边框柱(1)、钢板(3)插入基础梁(8)的钢筋笼内；
第四步，无粘结预应力筋(2)铺放后进行预应力固定端锚具安装。完成固定端安装后，进行预应力筋定位，要求张拉端无粘结预应力筋端头距锚垫板外侧预留预应力筋工作长度；
第五步，浇筑基础梁(9)的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土边框柱(1)、钢板(3)的底部实现刚性连接；
第六步，制作上边框梁，浇筑剪力墙墙板(6)内混凝土和钢管混凝土边框柱(1)内混凝土，养护后进行预应力筋张拉并锁紧夹具或锚具。
第七步，浇筑上边框梁内混凝土，并进行预应力筋张拉端封锚处理。制作的上边框梁(7)与钢管混凝土边框柱(1)刚性连接。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不仅限于此。