带强边缘构件的钢板混凝土剪力墙的制作方法

本申请涉及建筑结构领域，具体涉及一种带强边缘构件的钢板混凝土剪力墙。

背景技术：

在混凝土结构或钢结构房屋工程中，为抵抗地震和风等水平荷载，通常需要在结构中布置抗侧力构件。钢筋混凝土剪力墙作为一种抗侧力刚度和承载力较大的构件，在抗侧力要求较高的情况下，常常作为抗侧力构件的首选。近年来，在钢结构工程以及混凝土结构改造加固工程中，钢板混凝土剪力墙由于其良好的结构性能，得到越来越多的应用。此类钢板混凝土剪力墙中，钢板内置在混凝土剪力墙内部，或外置在剪力墙两侧表面。剪力墙两端通常须与框架柱相连，或剪力墙端部设置翼缘。

然而，钢板混凝土剪力墙在以下两个场合的应用受到限制。一是侧向力较大且建筑空间受限时，采用钢板混凝土剪力墙会导致剪力墙尺寸较大，而受限的建筑空间不允许布置尺寸较大的钢板剪力墙。二是受建筑布置限制，钢板混凝土剪力墙端部难以与框架柱相连，也难以设置翼缘。

为克服上述应用限制，研发一种受力性能好，布置灵活的剪力墙结构，具有重要的工程应用意义。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，本申请提出一种带强边缘构件的钢板混凝土剪力墙，对于承受侧向力较大的新建房屋，以及加固改造工程，采用该种剪力墙可实现结构平面灵活布置，剪力墙两端不必与框架柱相连，也不必设置翼缘。

本申请的技术方案是：

一种钢板混凝土剪力墙，包括混凝土的剪力墙本体以及与所述剪力墙本体连接的钢板，所述钢板混凝土剪力墙的两竖向侧边处均设置有与所述钢板固定连接的强边缘构件。

所述强边缘构件为型钢柱。

所述强边缘构件与所述钢板焊接。

所述强边缘构件与所述钢板通过螺栓连接。

所述剪力墙本体内配置有水平钢筋，并且所述水平钢筋与所述强边缘构件焊接。

所述钢板内置于所述剪力墙本体内部，并且所述钢板开设有密布的混凝土浇筑孔。

所述钢板设置有两层，并且这两层钢板分布布置于所述剪力墙本体的两侧表面处。

所述钢板上焊接有若干伸入所述剪力墙本体内的栓钉。

所述强边缘构件

位于所述剪力墙本体内部，或者

设置于所述剪力墙本体外部，或者

一部分位于所述剪力墙本体内部、另一部分位于所述剪力墙本体外部。

所述钢板混凝土剪力墙的上半部设置有钢暗梁。

本申请具有以下有益效果：本申请这种带强边缘构件的钢筋混凝土剪力墙具有承载力高、初始刚度大、塑性受力阶段刚度退化慢、地震作用下耗能能力强的受力特点，且在设计计算中便于实现。对于承受侧向力较大的新建房屋，以及加固改造工程，采用该种剪力墙可实现结构平面灵活布置，剪力墙两端不必与框架柱相连，也不必设置翼缘。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：

图1为本申请实施例一钢板混凝土剪力墙的三维示意图；

图2为本申请实施例一钢板混凝土剪力墙的横截面图；

图3为本申请实施例一钢板混凝土剪力墙中强边缘构件与钢板、水平钢筋连接平面示意图；

图4为本申请实施例一钢板混凝土剪力墙的立面剖视图；

图5为本申请实施例二钢板混凝土剪力墙的横截面图；

图6为本申请实施例二钢板混凝土剪力墙的横截面图；

其中：1—剪力墙本体，2—钢板，4—强边缘构件，5—钢暗梁，6—栓钉，8—水平钢筋，9—混凝土浇筑孔，10—连接钢板。

具体实施方式

实施例一：

图1至图4示出了本申请这种钢板混凝土剪力墙的第一个具体实施例，与传统钢板混凝土剪力墙相同的是，该剪力墙也包括混凝土的剪力墙本体1以及与该剪力墙本体连接的钢板2，并且钢板2内置于剪力墙本体1内部。

本实施例的关键改进在于：钢板混凝土剪力墙的左右两竖向侧边处均设置分别设置有一强边缘构件4，而且前述强边缘构件4与钢板2固定连接。

上述强边缘构件4可以采用高强度的各种钢结构件，本实施例中该强边缘构件4为截面积较大的型钢柱，如此使得强边缘构件的含钢率远大于传统钢板混凝土剪力墙中边缘构件含钢率上限值(一般为4％)。

上述强边缘构件4设置于剪力墙本体1的外部。强边缘构件4与钢板2的固定连接方式可以是焊接，也可以借助螺栓紧固连接。

如图4所示，钢板2上开设众多的混凝土浇筑孔9，用以保证钢板2两侧混凝土在浇筑过程中保持流通，避免施工过程中剪力墙两侧混凝土浇筑高度不同对钢板形成压力差，造成钢板在施工过程中的提早屈曲或破坏。而且钢板混凝土剪力墙的上半部设置有钢暗梁5。

钢板2上焊接均匀的钢筋连接套筒或者设置穿筋孔，用以保证剪力墙内的钢筋与钢板的可靠连接以及剪力墙内钢筋之间的拉结。

钢板2上还焊接有众多伸入剪力墙本体1内的栓钉6，用以抵抗钢板2和混凝土剪力墙本体1因变形不一致引起的面内剪力。

剪力墙本体1内配置有水平钢筋8，并且前述水平钢筋8与强边缘构件4焊接。具体地，参照图3所述：强边缘构件4的内侧设置有连接钢板11，水平钢筋8的端部与该连接钢板11直接焊接，如此实现水平钢筋8与强边缘构件4间接固定。前述连接钢板11与强边缘构件4优选为一体式结构。

实施例二：

图5示出了本申请这种钢板混凝土剪力墙的第二个具体实施例，该剪力墙与实施例一的结构相似，不同之处在于：强边缘构件4位于剪力墙本体1的内部而非外部。

实施例三：

图6示出了本申请这种钢板混凝土剪力墙的第三个具体实施例，与上述实施例一和实施例二不同的是：该剪力墙共配置有两层钢板2，而且这两层钢板2分别布置于剪力墙本体1的两侧表面处，即钢板2设于剪力墙本体1的外侧而非内部。因为前述两层钢板2布置在剪力墙本体1的外侧部，在施工时向这两层钢板2之间浇筑混凝土而形成剪力墙本体1，故而钢板2上不能开上述的混凝土浇筑孔9。

此外，本实施例中，强边缘构件4的一部分位于剪力墙本体1内部、而另一部分位于剪力墙本体1外部。

对比例：

我们对设置有强边缘构件4的钢板混凝土剪力墙(将其称为强边缘试件)和未设置强边缘构件(只配置普通的槽钢结构的边缘钢柱)的传统钢板混凝土剪力墙(将其称为非强边缘试件)的性能进行了试验分析：

非强边缘试件与强边缘试件墙体总宽度均为690mm，混凝土部分(剪力墙本体)墙厚度均为90mm。其中，强边缘试件的强边缘构件(型钢柱)外露于剪力墙本体外部，混凝土部分宽度为550mm。非强边缘试件的边缘钢柱包在钢筋混凝土中，边缘钢柱采用[6.3槽钢。强边缘试件边柱的各钢板通过焊接连接。钢板均采用q345钢材，边缘钢柱采用q420-gj钢材，主体结构与加载梁采用c35细石混凝土。横向与竖向钢筋为hrb400。墙体拉结筋a6@240@240，在钢板上穿孔，与钢筋网绑扎。钢板上栓钉a10@120，长度为24mm。试件顶部均施加360kn竖向力，然后在试件顶部施加滞回反复水平荷载，至试件破坏。

试验结果显示，相比非强边缘钢板混凝土剪力，具有强边缘的剪力墙试件承载力提高了约112％，峰值荷载对应的位移提高了约154％。刚度退化缓慢。破坏发生时，具有强边缘的试件消耗的能量约为非强边缘试件的8倍。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。