一种由波形钢板和封板拼接形成的钢板组合剪力墙的制作方法

文档序号:15716183发布日期:2018-10-19 22:05阅读:557来源:国知局

本实用新型涉及一种由波形钢板和封板拼接形成的钢板组合剪力墙,属于建筑工程领域,可广泛应用于各类钢结构建筑。



背景技术:

在高层建筑结构体系中,剪力墙是一种重要的抗侧力构件。在地震作用下,剪力墙不仅承担大部分地震力,而且还起到耗散地震能量的作用,因此剪力墙是高层建筑结构抗震设计的关键构件。随着建筑物的高度越来越高,底部剪力墙需要承担的竖向荷载越来越大,为保证剪力墙的延性,需严格控制轴压比和混凝土强度等级,若仍采用传统的钢筋混凝土剪力墙,只能增加剪力墙的厚度,过厚的剪力墙不仅使结构自重增加,而且还占用了建筑内部使用空间。

为满足“薄墙体,高轴压,高延性”的要求,近年来出现了一种新型的剪力墙形式——钢板组合剪力墙。钢板组合剪力墙是由两侧外包钢板和中间内填混凝土组合而成并共同工作的剪力墙。这种新型剪力墙能够充分发挥钢与混凝土两种材料的各自优势,可较好地实现上述设计目标。

目前存在两种典型的钢板组合剪力墙构造形式。一种是采用两块整片钢板作为墙体的外包钢板,两片钢板之间通过一定的连接方式形成墙身,然后在墙身内部浇筑混凝土形成组合剪力墙。常见的外包钢板连接构造包括栓钉、T形加劲肋、缀板、对拉螺栓、直钩L型连接件、镰钩型连接件、弯钩型连接件等。另一种是先将多个标准化的型材组合成多腔体的墙身,然后在空腔内浇筑混凝土形成组合剪力墙。常见的用于组成墙身的标准化型材有H形钢、方钢管、矩形钢管、U形件等。

第一种构造方式较为复杂,外包钢板上需要设置大量连接件,焊接工作量大。当外包钢板厚度不大时,整片钢板自身的平整度很难得到控制,再加上焊接连接件的过程中还会产生不可避免的焊接变形,因此矫正难度非常大,很难保证构件的制作精度和质量。

第二种构造方式有以下两个缺点。一是用钢量较大,比如采用方钢管或矩形钢管形成腔体时,腔体之间会多一块分隔板。二是在将多个型材焊接形成墙身的过程中,随着腔体数量的增加,会出现焊接变形的累积导致构件发生旁弯,且此时墙身已形成整体,很难再进行矫正。



技术实现要素:

为了解决背景技术中存在的问题,本实用新型提供了一种由波形钢板和封板拼接形成的钢板组合剪力墙,与现有的做法相比具有构造形式简单、加工方便、制作精度高等特点,墙身构造可保证钢板和混凝土协同工作,该组合墙具有较高的承载力、延性及耗能能力。

本实用新型采用的技术方案是:

所述的波形钢板、封板、混凝土、衬板和焊缝;所述的波形钢板是由平钢板经过多道弯折成类S形波形而成,类S形波形的相邻波峰之间和相邻波谷之间连接封板,使得在每一波峰和/或波谷处构成一个密封空腔,形成沿墙长度方向连续的多个密封空腔,在密封空腔内浇筑混凝土形成钢板组合剪力墙。

所述的波形钢板是由平钢板弯折成矩形波结构。

所述的波形钢板是由平钢板弯折成梯形波结构。

所述的封板通过焊缝焊接到波形钢板。

当波形钢板呈矩形波形状时,所述封板搭接在两个相邻的波峰外侧之间或者两个相邻的波谷外侧之间,封板和波峰或者波谷之间通过角焊缝进行连接。

当波形钢板呈梯形波形状时,所述的波形钢板由波峰、波谷以及波峰和波谷之间的斜肋板构成,相邻波峰之间和相邻波谷之间的两块斜肋板在靠近波峰或者波谷处增设衬板,将封板搭接在两块斜肋板的衬板上并且通过对接焊缝与对应的波峰或波谷连接。

所述的衬板通过点焊固定于斜肋板。

所述的混凝土采用普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、再生混凝土或者轻骨料混凝土。

本实用新型的技术原理是:

1、波形钢板的加工和封板的焊接可实现工厂化制作,组合剪力墙可现场装配化施工,墙身空腔在施工时可作为混凝土浇筑的模板,不需另外支模。

2、平钢板弯折形成的横向肋板可起到对剪力墙两外侧钢板进行加劲的作用,避免在受力过程中组合剪力墙的外侧钢板过早出现局部失稳。

3、空腔内浇筑的混凝土受到周围钢板的约束,使得混凝土的抗压强度和变形能力得到提高,同时填充混凝土可提高剪力墙外侧钢板的局部稳定承载力。

本实用新型的有益效果体现在:

1、加劲钢板的局部稳定性较好,使得钢材的强度潜力和延性得到充分发挥,同时约束混凝土的抗压强度和变形能力也得到极大改善,因此本实用新型的钢板组合剪力墙具有高承载力、高延性和稳定的滞回耗能能力,抗震性能良好。

2、与传统的混凝土剪力墙相比,在具有相同刚度或强度的情况下,组合剪力墙的墙体厚度至少可降低30%,从而增加了建筑使用面积和建筑空间布置的灵活性。

3、组合剪力墙的厚度得到减薄,可减轻整体结构的自重,同时可降低结构所受的地震作用,相应的基础造价会有所减少。

与现有的钢板组合剪力墙构造方式相比,本实用新型具有以下优势:

1、与第一种构造方式相比,波形钢板自身具有一定的刚度,不容易出现波浪式的变形,钢板平整度可得到有效控制。波形钢板的横肋在联系两侧钢板形成整体的同时又起到对钢板进行加劲的作用,不需要在钢板上焊接大量的连接件,减少了焊接工作量;

2、第二种构造方式通过对多个型材进行组合形成剪力墙,虽然构件制作的标准化程度得到了提高,但对于不同的建筑,剪力墙的厚度和长度一般会有所区别,为了适应各种情况,可采取的办法只能是增加型材的规格或者对现有型材进行二次加工,这样不仅增加了制作成本也造成了对钢材的浪费。相比较而言,本实用新型对建筑布置的适应性要更好,基本型材仅为平钢板,波形钢板的加工可根据墙体厚度、长度及钢板宽厚比进行调整,封板可根据波形钢板的波峰或波谷间距进行下料,制作过程兼具标准化程度高和钢材利用率高的特点。另外本实用新型的构造方式可有效避免构件制作过程中出现旁弯,从而提高了构件整体的制作精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的波形钢板截面图。

图2是本实用新型实施例1整体钢板组合剪力墙截面图。

图3是本实用新型实施例2的波形钢板截面图。

图4是本实用新型实施例2整体钢板组合剪力墙截面图。

图中:波形钢板1、封板2、混凝土3、衬板4、焊缝5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示,实施例包括波形钢板1、封板2和混凝土3。

波形钢板1为矩形波形状,由平钢板经过多道弯折而成。

封板2搭接在两个相邻的波峰外侧之间或者两个相邻的波谷外侧之间,封板2和波峰或者波谷之间通过角焊缝进行连接组成剪力墙的墙身,使得在每一波峰和波谷处构成一个密封空腔,形成沿墙长度方向连续的多个密封空腔,在密封空腔内浇筑混凝土3形成钢板组合剪力墙。

实施例2

如图3和图4所示,实施例包括波形钢板1、封板2和混凝土3。

波形钢板1为梯形波形状,由平钢板经过多道弯折而成。

波形钢板1由波峰、波谷以及波峰和波谷之间的斜肋板构成,相邻波峰之间和相邻波谷之间的两块斜肋板在靠近波峰或者波谷处增设衬板4,将封板2搭接在两块斜肋板的衬板4上并且通过对接焊缝5与对应的波峰或波谷连接,从而组成剪力墙的墙身,使得在每一波峰和波谷处构成一个密封空腔,形成沿墙长度方向连续的多个密封空腔,在密封空腔内浇筑混凝土3形成钢板组合剪力墙。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举,本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

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