双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系及安装方法

1.本发明涉及双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系及安装方法，属于建筑结构工程技术领域。
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背景技术：

3.高层建筑中，剪力墙是重要的抗侧力构件。随着建筑结构的高度越来越高，传统的钢筋混凝土剪力墙已经很难满足设计要求。而新发展的双钢板混凝土组合剪力墙构件，能较大程度地同时利用钢材的受拉及混凝土的受压性能，可较好地满足超高层建筑中剪力墙高轴压比和高延性比要求，是目前超高层建筑结构技术发展的一个重要方向。
4.同时，由于建筑的需要，剪力墙沿竖向开有较大洞口时，成为了由连梁相连的联肢剪力墙体系。传统的钢筋混凝土联肢剪力墙体系存在着剪力墙在地震中破坏严重，连梁延性低、耗能弱、破坏后修复困难的问题。
5.目前出现了通过实现剪力墙摇摆和设置可更换耗能连梁的方式来应对传统钢筋混凝土联肢剪力墙体系中存在的问题，但是在双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系中的应用仍然较少。因此，研制开发一种具有可更换耗能连梁和高延性剪力墙的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系显得极为迫切和有意义。
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技术实现要素：

7.本发明针对上述问题提供了双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系及安装方法，该体系既能满足地震作用下的耗能需求，还能在损坏后进行快速地拆卸更换。
8.本发明采用如下技术方案：本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，包括双钢板混凝土组合剪力墙、h型钢梁段、箱型钢梁段、波纹腹板消能梁段、翼缘连接板，腹板连接板，变截面h型钢梁；两个位置相对的双钢板混凝土组合剪力墙上同等高度处分别布置箱型钢梁段；箱型钢梁段分别固连h型钢梁段，所述箱型钢梁段通过翼缘连接板及腹板连接板与h型钢梁段相固定；位于h型钢梁段之间布置波纹腹板消能梁段；所述波纹腹板消能梁段与h型钢梁段的相接处设有凸出连接部；所述h型钢梁段与纹腹板消能梁段的相接处设有与凸出连接部相匹配的开槽部。
9.变截面h型钢梁位于双钢板混凝土组合剪力墙两侧底部，用于实现墙肢的摇摆。
10.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，所述的波纹腹板消能梁段包括翼缘板一、波纹腹板、端板一；所述波纹腹板呈竖向放置，呈竖向放置的波纹腹板的上、下两端分别布置平行于波纹腹板的翼缘板一，以翼缘板一及波纹腹板长度延伸方向的两端分别设有端板一；所述翼缘板一两端端板一的向外侧面均设有与h型钢梁段相固定的凸出连接部。
11.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，h型钢梁段包括翼缘板二、腹板一、端板二；所述腹板一与两块翼缘板二相拼装形成h型钢梁；沿该h型钢梁长度方向的一端部布置端板二；所述端板二相对于波纹腹板消能梁段中端板一的一端面设有与凸出连接部相匹配的开槽部。
12.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，所述的箱型钢梁段包括翼缘板三，腹板二，人字形连接板；所述的腹板二分别位于人字形连接板两个向外延展端的两侧、且两侧的腹板二相互平行布置；所述翼缘板三为两块，两块所述的翼缘板三呈水平平行放置，两块所述的翼缘板三之间布置垂直于翼缘板三的腹板二及人字形连接板。
13.本发明所述的带波纹腹板消能梁段的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，所述的双钢板混凝土组合剪力墙包括端柱、双钢板组合剪力墙；所述双钢板组合剪力墙的两侧分别设置端柱；两个双钢板混凝土组合剪力墙上靠近梁段一侧的端柱开设有用于嵌置箱型钢梁段的开槽；两个双钢板混凝土组合剪力墙上的端柱底部还开设有用于嵌置变截面h型钢梁的断口部，断口部内的上部设有端板三，下部设有端板四，端板三垂直于双钢板组合剪力墙的两侧缘延伸至端柱的外侧，该两侧缘分别设有用于螺栓贯穿的长圆孔，端板四两侧垂直于双钢板组合剪力墙的两侧缘延伸至端柱的外侧与端板三的同侧边缘相齐平；端板四设有用于螺栓连接的圆孔。
14.本发明所述的带波纹腹板消能梁段的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，所述的变截面h型钢梁包括上翼缘板、下翼缘板、变截面腹板；所述上翼缘板与下翼缘板之间通过变截面腹板相互固定；所述的上翼缘板、下翼缘板上设有用于螺栓连接的圆孔；变截面腹板沿梁长方向由外向内截面逐渐减小。本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，所述的凸出连接部为向外侧凸起的等腰三角形连接件；等腰三角形连接件位于波纹腹板消能梁段两侧端板一上；两个所述端板一上等腰三角形连接件朝向相反,所述端板一上还设有用于螺栓连接的圆孔。
15.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，端板二开槽部为向内凹陷的等腰三角形槽体结构；等腰三角形槽体结构与端板一等腰三角形连接件的形状相互匹配；端板一与端板二上均设有相对布置的圆孔，通过螺栓贯穿圆孔将端板一与端板二相互固定；向内凹陷槽体结构的底边端为开口结构。
16.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，波纹腹板消能梁段上端板一的等腰三角形连接件的顶点与端板竖向一侧的中点重合，底边与端板竖向的另一侧重合。
17.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，箱型钢梁段中人字形连接板的外延展端及腹板二嵌入端柱的开槽内；且翼缘板二、腹板一、端板二长度大于该开槽长度。
18.双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系的安装方法，步骤如下：步骤一、测定双钢板混凝土组合剪力墙上的波纹腹板消能梁段安装高度，在其高度位的端柱的三向外侧面开槽；在双钢板混凝土组合剪力墙中两个端柱的底部开设断口部；在该底部的断口部内顶端固定端板三，下部设有端板四；确保端板三、端板四两侧的长圆孔及圆孔均位于端柱的外侧，端柱底部断口的顶端开设方式为从外向内且由上至下倾斜开出断口面；
将变截面h型钢梁端柱底部的开槽结构安置该于开槽内，变截面h型钢梁的下翼缘板和开槽下部端板四用螺栓相连，上翼缘板与开槽上部端板三的长圆孔用螺栓相连；步骤二、在一侧双钢板混凝土组合剪力墙的开槽上安装箱型钢梁段，箱型钢梁段中人字形连接板的顶点端面向另一侧双钢板混凝土组合剪力墙；保持箱型钢梁段中腹板二与端柱的两侧板竖向面相齐平；开槽中的箱型钢梁段定位后上、下端面分别端柱相焊接；步骤三、当一侧双钢板混凝土组合剪力墙上的箱型钢梁段固定后，在该侧箱型钢梁段安装h型钢梁段，该h型钢梁段的上、下翼缘板与箱型钢梁段的上、下翼缘板之间通过翼缘连接板相互固定；箱型钢梁段中人字形连接板的顶点端与h型钢梁段的腹板通过腹板连接板相互固定；步骤四、完成步骤三的h型钢梁段后、保证h型钢梁段的端板二面向外侧；确定该端板二上的开槽部朝向，将波纹腹板消能梁段与开槽匹配的凸起的等腰三角形连接件，滑入该开槽部内；保证h型钢梁段的端板二与波纹腹板消能梁段的端板一相互对齐，通过螺栓相互固定；步骤五、在波纹腹板消能梁段的另一侧端按步骤二至步骤四的反向顺序先安装h型钢梁段，其次再安装箱型钢梁段；该侧的h型钢梁段的开槽部朝向与另一侧的开槽部朝向相反，在波纹腹板消能梁段与两端的h型钢梁段完成安装后，凸起的等腰三角形连接件与h型钢梁段上的开槽部处于卡死状态；步骤六、在步骤五完成安装箱型钢梁段后，该侧箱型钢梁段应置于另一侧端柱的开槽内，该侧开槽内的箱型钢梁段的腹板二应保证与端柱的两侧板竖向面相齐平后再进行焊接固定。
19.有益效果本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，波纹腹板消能梁段的腹板主要承受剪力，翼缘主要承受弯矩，不仅实现了弯矩和剪力的分离，还能避免轴力对连梁的不利影响。除此之外，波纹腹板相较于传统腹板，使腹板的厚度减薄，无需设置加劲肋来防止局部屈曲的发生，具有承载力高，单位重量低，经济效益高的优点。
20.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，波纹腹板消能梁段的腹板采用低屈服点建筑用钢，能在地震作用下首先进入屈服，通过发生塑性变形吸收大量地震能量，起到耗能减震的作用。
21.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，通过设置等腰三角形连接件和螺栓，波纹腹板消能梁段在地震后可快速地进行拆卸更换，进而使得结构的使用功能快速恢复，提高建筑抗震韧性，实现可修复设计的抗震理念。
22.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，设置朝向相反的等腰三角形连接件，可以使波纹腹板消能梁段在结构中自行卡死，不仅贡献了侧向和竖向的抗剪强度，还提升了结构的整体稳定性。除此之外，在连梁损坏进行拆卸更换时，还可以保证波纹腹板消能梁段在拆除螺栓后不会从体系中滑出，使施工更加安全方便。
23.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，通过设置人字形连接板，实现了h型钢梁段腹板剪力向箱型钢梁段的平稳传递；箱型钢梁段通过嵌入端柱开槽，保证其腹板和端柱腹板对齐，同时在其翼缘板与端柱腹板和端柱背侧翼缘板之间施以对接焊缝的连接方式，实现了弯矩和剪力在梁柱节点处的有效传递。
24.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，通过端柱底部的变截面钢梁以及开槽端板上的长圆孔，实现了墙肢在水平荷载作用下的摇摆，能有效减轻墙肢在地震中的破坏。
25.本发明所述的双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系的安装方法，其施工步骤从一侧向另一侧单向施工，以一侧作为固定点进行安装，在另一侧固定时如果出现偏差可进行校正，避免了两侧固定后中部出现误差的情况。
26.本发明结构简单，施工方便，在地震中，具有较好的耗能效果，在地震后，仅需更换下损伤的耗能元件，主体结构就能迅速恢复使用功能，实现可修复设计的理念。
27.附图说明
28.图1是本发明双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系示意图；图2是本发明的波纹腹板消能梁段示意图；图3是本发明的h型钢梁段示意图；图4a是本发明的箱型钢梁段示意图；图4b是本发明的箱型钢梁段中人字形连接板示意图；图5是本发明的带端柱的双钢板混凝土组合剪力墙示意图；图6是本发明的变截面h型钢梁示意图。
29.图中：1为波纹腹板消能梁段，2为h型钢梁段，3为箱型钢梁段，4为带端柱的双钢板混凝土组合剪力墙，5为翼缘连接板，6为腹板连接板，11为翼缘板一，12为波纹腹板，13为端板一，21为翼缘板二，22为腹板一，23为端板二，31为翼缘板三，32为腹板二，33为人字形连接板，41为端柱，42为双钢组合剪力墙，43为端板三，44为端板四，71为上翼缘板，72为下翼缘板，73为变截面腹板。
30.具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1所示：双钢板混凝土联肢组合剪力墙体系，包括波纹腹板的消能梁段1、h型钢梁段2、箱型钢梁段3、带端柱的双钢板混凝土组合剪力墙4、翼缘连接板5、腹板连接板6；双钢板混凝土组合剪力墙4带有端柱；双钢板混凝土组合剪力墙4上同等高度位置分别布置箱型钢梁段3，箱型钢梁段3垂直于双钢板混凝土组合剪力墙4处连接h型钢梁段2；位于h型钢梁段2之间通过波纹腹板消能梁段1相连；双钢板混凝土组合剪力墙底部设有用于墙肢实现摇摆的变截面h型钢梁7。
33.如图2所示：波纹腹板消能梁段1由翼缘板一11、波纹腹板12、端板一13组成；翼缘板一11采用低合金高强度结构钢，波纹腹板12采用低屈服点建筑用钢，梁段的两端设有端板一13，端板一13的中部设有向外凸起的等腰三角形连接件，等腰三角形连接件的顶点与
端板竖向一侧的中点重合，底边与端板竖向的另一侧重合，两侧端板上的等腰三角形连接件朝向相反，呈不对称关系，除此之外，端板上部和下部设有用于螺栓连接的圆孔。
34.如图3所示： h型钢梁段2由翼缘板二21、腹板一22、端板二23组成；端板23的中部设有用于嵌入等腰三角形连接件的开槽，上部和下部设有用于螺栓连接的圆孔。
35.如图4a、图4b所示：箱型钢梁段3由翼缘板三31、腹板二32、人字形连接板33组成；翼缘板31的一侧设有用于浇筑混凝土的圆孔，另一侧设有用于螺栓连接的圆孔，人字形连接板33上设有用于螺栓连接的圆孔。
36.如图5所示：带端柱的双钢板混凝土组合剪力墙4由端柱41、双钢板组合剪力墙42组成；在靠近梁段一侧的端柱41中部设有用于嵌入箱型钢梁段的开槽，在开槽处，端柱41仅保留靠近双钢板混凝土组合剪力墙42一侧的翼缘板，双钢板混凝土组合剪力墙42的连接件可采用栓钉连接件、桁架连接件等。
37.两个双钢板混凝土组合剪力墙4上的端柱41底部还开设有用于嵌置变截面h型钢梁7的断口部，断口部内的上部设有端板三43，下部设有端板四44，端板三43垂直于双钢板组合剪力墙42的两侧缘延伸至端柱41的外侧，该两侧缘分别设有用于螺栓贯穿的长圆孔；端板四44两侧垂直于双钢板组合剪力墙42的两侧缘延伸至端柱41的外侧与端板三43的同侧边缘相齐平；端板四44设有用于螺栓连接的圆孔。
38.端板四44两侧垂直于双钢板组合剪力墙42的两侧缘延伸至端柱41的外侧与端板三43的同侧边缘相齐平；端板四44设有用于螺栓连接的圆孔。
39.如图6所示： 所述的变截面h型钢梁7包括上翼缘板71、下翼缘板72、变截面腹板73；所述上翼缘板71与下翼缘板72之间通过变截面腹板73相互固定；所述的上翼缘板71、下翼缘板72上设有用于螺栓连接的圆孔；变截面腹板73沿梁长方向由外向内截面逐渐减小。变截面h型钢梁7的宽度与端板三43、端板四44的宽度相匹配；变截面h型钢梁7的上翼缘板71倾斜角度与端板三43的倾斜角度相匹配施工时，先安装两带端柱的双钢板混凝土组合剪力墙，并将变截面h型钢梁在端柱底部断口嵌入完成安装。在一侧端柱的上部开槽处，将一箱型钢梁段从无人字形连接板一侧水平滑动嵌入开槽内，保证箱型钢梁段与端柱在靠近双钢板混凝土组合剪力墙一侧的翼缘板完全贴合。
40.同时，箱型钢梁段的腹板边缘与端柱腹板边缘对齐。嵌入完成后，箱型钢梁段的翼缘板与端柱的腹板和端柱在箱型钢梁段一侧的翼缘板之间施以对接焊缝，再将该箱型钢梁段的人字形连接板与一h型钢梁段无端板一侧的腹板，用腹板连接板进行螺栓连接，翼缘板之间用翼缘板连接板进行螺栓连接。在该h型钢梁段带端板的一侧，将波纹腹板消能梁段端板上的等腰三角形连接件沿着h型钢梁段端板上的开槽，水平缓缓划入，保证两端板完全贴合，再在端板的上部和下部使用螺栓，保证连接的可靠。在波纹腹板消能梁段的另一侧，将另一h型钢梁段带端板一侧具有相反方向的开槽与该侧端板上的等腰三角形连接件完全扣合，再在端板的上部和下部使用螺栓保证连接可靠。然后将该h型钢梁段无端板一侧的腹板和另一箱型钢梁段的人字形连接板用腹板连接板进行螺栓连接，翼缘板之间采用翼缘板连接板进行螺栓连接。最后将该侧箱型钢梁段置于另一侧端柱的上部开槽内，该侧开槽内的箱型钢梁段的腹板保证与端柱的两侧腹板边缘对齐，并在箱型钢梁段的翼缘板与端柱的腹板和端柱在箱型钢梁段一侧的翼缘板之间施以对接焊缝。
41.波纹腹板消能梁段在地震中通过发生大量塑性变形耗散能量，通常已发生破坏。地震后，可先将该梁段两侧端板上的螺栓拆卸后，将等腰三角形连接件沿着开槽水平划出，完成整个梁段的拆卸，最后再换上新的波纹腹板消能梁段，实现可修复设计的理念。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。