预制钢筋混凝土剪力墙

1.本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种预制钢筋混凝土剪力墙。


背景技术：

2.近年来，随着建筑高度的不断增加和装配式建筑的推广，预制剪力墙受到了工程领域的广泛关注。对于剪力墙而言，抗震性能是重要的性能评价标准之一。例如在高层和超高层建筑中，利用有限的剪力墙截面面积，来满足高轴压比性能的剪力墙截面一直为工程领域追求的目标之一。目前，较常使用的剪力墙截面形式有钢筋混凝土、钢管混凝土、钢板混凝土、型钢混凝土等。其中的混凝土为主要承压材料，发挥了混凝土受压能力强的优势，但混凝土材料处于较大应变时易于软化，整体性变差，不利于其抗震性能的提高。
3.针对混凝土在普通构件截面中易于软化的缺点，frp约束混凝土构件得到了广泛研究。frp约束可以限制混凝土的侧向膨胀，从而提高混凝土的轴压承载能力和变形能力。在剪力墙内部配置圆frp管约束核心即是对剪力墙内部的混凝土提供局部约束，提升局部混凝土的承载力和变形能力，实现剪力墙性能的提升。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种预制钢筋混凝土剪力墙，承载力高、抗震性能强、重量轻且成本低，可以获得较高的技术经济效益，可用于装配式剪力墙结构等工程结构中。
5.根据本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙，所述预制钢筋混凝土为采用圆 frp约束混凝土核心增强的高性能预制钢筋混凝土剪力墙，包括：
6.外部钢筋混凝土墙，所述外部钢筋混凝土墙包括外部混凝土和埋设在所述外部混凝土中的钢筋笼；
7.圆frp约束混凝土核心，所述圆frp约束混凝土核心有多个，多个所述圆frp约束混凝土核心呈竖向设置且在左右方向上间隔开地埋设在所述外部钢筋混凝土墙中，其中两个所述圆frp约束混凝土核心分别位于所述外部钢筋混凝土墙的左右两端处；每个所述圆frp约束混凝土核心包括圆frp管和核心混凝土，其中，
8.所述圆frp管的横截面为圆形，所述外部混凝土浇筑在所述圆frp管的外表面上，所述圆frp管的纤维方向为环向或近似于环向；
9.所述核心混凝土填充在所述圆frp管内。
10.根据本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙，通过采用多个圆frp约束混凝土核心，该圆frp约束混凝土核心利用了frp材料轻质高强、防腐性能好的优势，可以采用普通混凝土、多种环境友好型混凝土或超高性能混凝土作为圆frp管的内填充物，能利用新型可持续发展材料来节约成本、也可高效利用高性能材料获得更小的截面尺寸，而且保证了采用圆frp约束混凝土核心增强的高性能预制钢筋混凝土剪力墙具有高承载力、强抗震性能、重量轻等特点。由于圆frp约束混凝土核心构造简单并且可由工厂预制，因此大幅降低
了施工难度。利用圆frp约束混凝土核心设置在预制钢筋混凝土剪力墙内部的形式可以获得较高的技术经济效益，可用于装配式剪力墙结构等工程结构中。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述核心混凝土为普通混凝土、环境友好型混凝土或超高性能混凝土。
12.根据本实用新型进一步的实施例，所述环境友好型混凝土为海水海砂混凝土、磷石膏混凝土、再生骨料混凝土或者钢渣混凝土。
13.根据本实用新型的一些实施例，多个所述圆frp约束混凝土核心左右对称分布在所述外部钢筋混凝土墙中。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述圆frp管采用纤维缠绕工艺或纤维拉绕工艺加工而成。
15.根据本实用新型的一些实施例，每个所述圆frp约束混凝土核心还包括纵向钢筋，所述纵向钢筋位于所述圆frp管内且埋设在所述核心混凝土中。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述钢筋笼包括多个竖向钢筋、多个横向钢筋、多个第一箍筋和多个拉接钢筋；其中，多个所述竖向钢筋在水平方向上间隔开地隔行隔列地布置，多个所述竖向钢筋的上端伸出所述外部混凝土的顶面；多个所述横向钢筋在上下方向上间隔开地分层布置，多个所述横向钢筋的左端伸出所述外部混凝土的左侧面，且多个所述横向钢筋的右端伸出所述外部混凝土的右侧面；多个所述第一箍筋中的一部分位于左侧部位的所述竖向钢筋处并在上下方向上间隔开地分层布置，多个所述第一箍筋中的其余部分位于右侧部位的所述竖向钢筋处并在上下方向上间隔开地分层布置；多个所述拉接钢筋位于中间部位的所述竖向钢筋处。
17.根据本实用新型进一步的实施例，所述钢筋笼还包括多个第二箍筋，多个所述第二箍筋均为闭合箍筋，多个所述第二箍筋中的一部分所述第二箍筋在位于左端部的所述竖向钢筋处且在上下方向上间隔开地分层布置，多个所述第二箍筋中的其余部分所述第二箍筋在位于右端部的所述竖向钢筋处且在上下方向上间隔开地分层布置，位于所述外部钢筋混凝土墙的左端的所述圆frp约束混凝土核心设置于多个所述第二箍筋中的一部分所述第二箍筋内，位于所述外部钢筋混凝土墙的右端的所述圆frp约束混凝土核心设置于多个所述第二箍筋中的其余部分所述第二箍筋内。
18.根据本实用新型进一步的实施例，每个所述竖向钢筋的下端均嵌套有预埋灌浆套筒，所述预埋灌浆套筒位于所述外部混凝土中且所述预埋灌浆套筒的下端不伸出所述外部混凝土，每个所述预埋灌浆套筒上设有灌浆孔和排浆孔。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述外部钢筋混凝土墙上还预设有斜支撑安装孔。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙立体结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙的俯视图。
24.图3本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙的圆frp约束混凝土核心的立体示意图。
25.附图标记：
26.预制钢筋混凝土剪力墙1000
27.外部钢筋混凝土墙1外部混凝土101钢筋笼102竖向钢筋1021
28.横向钢筋1022第一箍筋1023拉接钢筋1024第二箍筋1025
29.斜支撑安装孔103预埋起吊钢筋104
30.圆frp约束混凝土核心2圆frp管201核心混凝土202
31.预埋灌浆套筒3灌浆孔301排浆孔302
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.下面结合图1至图3来描述根据本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000。
34.如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000，为采用圆frp约束混凝土核心2增强的高性能预制钢筋混凝土剪力墙1000，即将圆frp约束混凝土核心2设置在普通预制混凝土截面内部，以提高部分截面承载力。
35.本实用新型实施例的预制钢筋混凝土包括外部钢筋混凝土墙1和圆frp约束混凝土核心2；其中，外部钢筋混凝土墙1包括外部混凝土101和埋设在外部混凝土101中的钢筋笼102；圆frp约束混凝土核心2有多个，多个圆frp约束混凝土核心2呈竖向设置且在左右方向上间隔开地埋设在外部钢筋混凝土墙1中，其中两个圆frp约束混凝土核心2分别位于外部钢筋混凝土墙1的左右两端处；每个圆frp约束混凝土核心2包括圆frp管201和核心混凝土202，圆frp管201的横截面为圆形，外部混凝土101浇筑在圆frp管201的外表面上，圆frp管201的纤维方向为环向或近似于环向；核心混凝土202填充在圆frp管201内。
36.具体而言，预制钢筋混凝土剪力墙1000包括外部钢筋混凝土墙1和圆frp约束混凝土核心2；也就是说，预制钢筋混凝土剪力墙1000主要由外部钢筋混凝土墙1和圆frp约束混凝土核心2构成。在外部钢筋混凝土墙1中可以根据设计需求设置多个圆frp约束混凝土核心2，多个圆frp约束混凝土核心2呈竖向设置且在左右方向上间隔开地埋设在外部钢筋混凝土墙1中，其中两个圆frp约束混凝土核心2分别位于外部钢筋混凝土墙1的左右两端处，可以得到所需的高性能预制钢筋混凝土剪力墙1000。
37.需要详细说明的是，圆frp约束混凝土核心2中采用圆frp管201约束核心混凝土202，可充分发挥frp强度低、延性好的特性，以施展圆frp约束混凝土核心2在预制钢筋混凝土剪力墙1000中的增强作用。
38.从材料而言，frp(fiberreinforcedpolymer/plastic,纤维增强塑料/树脂基材料)材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合后，经过特别的模具挤压、拉挤、缠绕而形成的高性能材料。在本实用新型实施例中，圆frp管201纤维方向为环向或近似环向，可
以采用纤维缠绕工艺或纤维拉绕工艺生产。纤维缠绕工艺或纤维拉绕工艺具有自动化程度高，产品质量稳定，纤维含量高等诸多优点。。
39.由frp材料制成的圆frp管201具有质量轻、硬度大，机械强度高等优点，因此圆 frp管201对核心混凝土202进行约束后，不仅能增强圆frp约束混凝土核心2的刚度与延性，且能提高圆frp约束混凝土核心2的结构强度及截面法方向的局部受压承载力，使其符合建筑材料的使用标准。这里，圆frp约束混凝土核心2的法方向指的是，与圆 frp约束混凝土核心2的切线方向相垂直的方向。
40.而且frp材料的耐透性强、防腐性好，可以利用具有腐蚀性的低成本混凝土作为填充物，当采用的环境友好型混凝土掺杂了腐蚀性原料(如含磷石膏、钢渣)，圆frp 管201可有效防止腐蚀性物质向外层渗透，避免腐蚀防腐性能低的材料。因此，延长了圆frp约束混凝土核心2的使用寿命。同时，在环境友好型混凝土生产时，也无需去除原料中的腐蚀性物质，减少了环境友好型混凝土的加工步骤和制造成本。
41.圆frp管201的纤维缠绕方向为环向或近似于环向，为方便描述，在下文的描述中，环向指的是图1中q所示方向，轴向指的是图1中p所示方向，径向指的是图3中o 所示方向，之后将不再赘述。利用frp环向或近似于环向缠绕的纤维，核心混凝土202 受压膨胀时圆frp管201可起到被动约束作用，充分发挥混凝土材料受压能力强的特性，使混凝土在三轴受力状态下提高其轴向承载能力。
42.具体而言，实用新型人经大量实验发现，圆frp约束混凝土核心2的应力
‑
应变曲线呈增长形双线性变化，即截面屈服之后圆frp约束混凝土核心2的承载力继续上升，圆frp约束混凝土核心2可以提供更优的承载能力和抗震性能，其截面法方向的部分受压承载力显著提高，刚度、强度与延性也有所上升，抗震性能得到增强，从而得到了技术经济效益更优的截面。
43.也就是说，本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000，是采用圆frp管201 约束填充的核心混凝土202所形成的圆frp约束混凝土核心2，作为整个预制钢筋混凝土剪力墙1000的一部分，以增强预制钢筋混凝土剪力墙1000的整体性能。
44.在本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000施工时，可预先将圆frp管201 预制浇筑在外部钢筋混凝土剪力墙中，然后先浇筑核心混凝土202，待核心混凝土202 养护一段时间后，再浇筑外部混凝土101，使外部混凝土101浇筑在圆frp管201的外表面上以形成一体。
45.另外，圆frp约束混凝土核心2可由工厂预制，即圆frp约束混凝土核心2可作为单独的建材由工厂集中制造、销售，施工单位根据施工现场要求采购相应规格、数量的圆frp约束混凝土核心2。在现场施工时，圆frp约束混凝土核心2的作用类似于钢筋等建材，在预制钢筋混凝土剪力墙1000搭建模型阶段将圆frp约束混凝土核心2与其他建材组合，再行浇筑外部混凝土101，从而大大降低施工难度。
46.根据本实用新型实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000，通过采用多个圆frp约束混凝土核心2，该圆frp约束混凝土核心2利用了frp材料轻质高强、防腐性能好的优势，可以采用普通混凝土、多种环境友好型混凝土或超高性能混凝土作为圆frp管201的内填充物，能利用新型可持续发展材料来节约成本、也可高效利用高性能材料获得更小的截面尺寸，而且保证了采用圆frp约束混凝土核心2增强的高性能预制钢筋混凝土剪力墙1000具有高
承载力、强抗震性能、重量轻等特点。由于圆frp约束混凝土核心2构造简单并且可由工厂预制，因此大幅降低了施工难度。利用圆frp约束混凝土核心2 设置在预制钢筋混凝土剪力墙1000内部的形式可以获得较高的技术经济效益，可用于装配式剪力墙结构等工程结构中。
47.根据本实用新型的一些实施例，核心混凝土202为普通混凝土、环境友好型混凝土或超高性能混凝土。
48.可以理解的是，当核心混凝土202为核心混凝土202为普通混凝土时，普通混凝土是相对于再生混凝土而言的传统意义上的混凝土。由于普通混凝土的市场发展稳定、施工技术成熟等特点，因此普通混凝土具有原料采购方便、施工时间短、质量高等优势。
49.当核心混凝土202为环境友好型混凝土时，环境友好型混凝土可以为海水海砂混凝土、磷石膏混凝土、再生骨料混凝土或者钢渣混凝土等；其中海水海砂混凝土、磷石膏混凝土因其生产原料具有较强腐蚀性，易腐蚀传统金属建筑材料难以应用于实际工程中，而frp材料具有较强耐腐蚀性，可以与这类环境友好型混凝土使用；其中再生骨料混凝土、钢渣混凝土因其生产材料为建筑或工业废料，混凝土整体性能较差，不宜应用于实际工程中，frp的约束效果可以大幅提高内部混凝土核心的整体性，可以与这类环境友好型混凝土使用。由此，当核心混凝土202采用环境友好型混凝土时，不仅方便了城市建设，而且有利于解决废弃物处理、石灰石资源和有效利用能源的问题，减轻了环境负荷，缓解了传统资源衰竭的危机，同时，也降低了成本，提高了经济效益。
50.当核心混凝土202为超高性能混凝土时，超高性能混凝土具有超高强度和超高耐久性能，可以降低混凝土结构的轴压比，具有减少截面面积，重量轻，混凝土结构性能更好等优势。
51.根据本实用新型的一些实施例，多个圆frp约束混凝土核心2左右对称分布在外部钢筋混凝土墙1中，这样可以较好地保证预制钢筋混凝土剪力墙1000具有高承载力、强抗震性能等优点。
52.根据本实用新型的一些实施例，圆frp管201采用纤维缠绕工艺或纤维拉绕工艺加工而成，由此，加工自动化程度高，产品质量稳定，纤维含量高。
53.根据本实用新型的一个些实例，每个圆frp约束混凝土核心2还包括纵向钢筋(图中未示出)，纵向钢筋位于圆frp管201内且埋设在核心混凝土202中。可以理解的是，在核心混凝土202中设置纵向钢筋，可以提高圆frp约束混凝土核心2的截面承载能力。
54.根据本实用新型的一些实施例，钢筋笼102包括多个竖向钢筋1021、多个横向钢筋1022、多个第一箍筋1023和多个拉接钢筋1024；其中，多个竖向钢筋1021在水平方向上间隔开地隔行隔列地布置，多个竖向钢筋1021的上端伸出外部混凝土101的顶面以方便与其他部件连接；多个横向钢筋1022在上下方向上间隔开地分层布置，多个横向钢筋1022的左端伸出外部混凝土101的左侧面以方便与其他部件连接，多个横向钢筋 1022的右端伸出外部混凝土101的右侧面以方便与其他部件连接；多个第一箍筋1023 中的一部分第一箍筋1023位于左侧部位的竖向钢筋1021处并在上下方向上间隔开地分层布置，多个第一箍筋1023中的其余部分第二箍筋1025位于右侧部位的竖向钢筋1021 处并在上下方向上间隔开地分层布置；多个拉接钢筋位于中间部位的竖向钢筋1021处。可以理解的是，通过竖向钢筋1021、横向钢筋1022、第一箍筋1023和拉接钢筋构成的钢筋笼102可以对外部混凝土101进行较好的约束，使得预制钢筋混凝土剪力墙1000 的受力性能好。
55.根据本实用新型进一步的实施例，钢筋笼102还包括多个第二箍筋1025，多个第二箍筋1025均为闭合箍筋，多个第二箍筋1025中的一部分第二箍筋1025在位于左端部的竖向钢筋1021处且在上下方向上间隔开地分层布置，多个第二箍筋1025中的其余部分第二箍筋1025在位于右端部的竖向钢筋1021处且在上下方向上间隔开地分层布置，位于外部钢筋混凝土墙1的左端的圆frp约束混凝土核心2设置于多个第二箍筋1025 中的一部分第二箍筋1025内，位于外部钢筋混凝土墙1的右端的圆frp约束混凝土核心2设置于多个第二箍筋1025中的其余部分第二箍筋1025内。可以理解的是，通过设置第二箍筋1025，使得预制钢筋混凝土剪力墙1000的受力性能更好。
56.根据本实用新型进一步的实施例，每个竖向钢筋1021的下端均嵌套有预埋灌浆套筒3，预埋灌浆套筒3位于外部混凝土101中且预埋灌浆套筒3的下端不伸出外部混凝土101，每个预埋灌浆套筒3上设有灌浆孔301和排浆孔302。可以理解的是，通过预埋灌浆套筒3可以方便地与另一预制钢筋混凝土件(如本实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000)相连；例如，将两个本实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000在上下方向上进行装配连接时，可以将其中一个预制钢筋混凝土剪力墙1000露出的竖向钢筋1021一端插入另一个预制钢筋混凝土剪力墙1000的预埋灌浆套筒3中，然后通过灌浆孔301向该预埋灌浆套筒3中浇筑混凝土，同时，通过排浆孔302排出该预埋灌浆套筒3中的空气，使得该预埋灌浆套筒3中混凝土自密实，从而将本实施例的两个预制钢筋混凝土剪力墙1000进行了可靠的装配连接。
57.根据本实用新型的一些实施例，外部钢筋混凝土墙1上还预设有斜支撑安装孔103，例如，如图3所示，预设斜支撑安装孔103共有四个，设于所示外部混凝土101内，靠墙上端和下端各设置两个；通过预设的斜支撑安装孔103，可以本实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000在安装时提供较好的定位支撑。
58.根据本实用新型的一些实施例，外部钢筋混凝土墙1还设有预埋起吊钢筋104。通过设置预埋起吊钢筋104，可以方便本实施例的预制钢筋混凝土剪力墙1000在安装时可以方便地被吊起。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。