CN102704594A

CN102704594A - 型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法

Info

Publication number: CN102704594A
Application number: CN2012101673550A
Authority: CN
Inventors: 曹万林; 武海鹏; 董宏英; 韩丽
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2012-10-03

Abstract

型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法，属于建筑施工技术领域，在墙体两端设置型钢叠合边框柱，墙体内部多钢板中加配暗支撑钢板，剪力墙体两端的型钢叠合边框柱中设置钢管混凝土芯柱，钢管混凝土芯柱是矩形的；型钢叠合边框柱通过在常规混凝土柱的中心增设钢管混凝土芯柱构成；剪力墙体包括三块钢板，在中间钢板与外侧钢板之间分别设置斜向交叉的暗支撑钢板，暗支撑钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱，其上端伸入上边框梁中，下端伸入下边框梁中。本发明承载能力提高，承载力和刚度衰减变慢，后期抗震性能相对稳定，底部剪切滑移破坏减轻，提高了结构的整体抗震能力，当建筑物遭遇强烈地震时，可减轻震害，防止倒塌。

Description

型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法

技术领域

本发明涉及一种叠合柱边框组合剪力墙，特别涉及一种型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙及作法。

背景技术

当今社会的快速发展，高层建筑以及超高层建筑越来越多。钢筋混凝土高层建筑通常由梁、柱、楼板和剪力墙及筒体构成。剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心部分，剪力墙结构的抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用。特别是近年来，追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多，对剪力墙及由剪力墙组成的筒体的抗震性能要求也越来越高。现有的钢筋混凝土剪力墙在地震作用下延性较差，容易发生脆性破坏，这对整体结构的抗震性能十分不利。

钢管混凝土叠合柱是近几年发展起来的一种竖向抗侧力构件。叠合柱由核心钢管高强混凝土和***钢筋混凝土叠合而成。通过核心钢管混凝土和***混凝土分阶段施工,使叠合柱具有核心钢管混凝土的轴压比高、***混凝土的轴压比低的特点。采用叠合柱可以实现大轴压比,从而减小柱的截面尺寸,增大建筑物的使用面积,取得较好的经济效益,同时还能在较大程度上改善柱的抗震性能。尽管钢管混凝土叠合柱具有较好的耗能能力，但是当将其作为剪力墙的边框柱时，由于剪力墙中钢筋混凝土墙板作为第一道防线延性较差，影响了整个剪力墙以至整个结构的抗侧力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何显著提高有边框剪力墙延性、抗震耗能能力的技术问题。为了解决这一问题，本发明提出了一种型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙以及相应的制作方法。

本发明采取了如下技术方案：

型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，其特征在于：在墙体两端设置型钢叠合边框柱，墙体内部多钢板中加配暗支撑钢板，剪力墙体两端的型钢叠合边框柱中设置钢管混凝土芯柱，钢管混凝土芯柱是矩形的；型钢叠合边框柱通过在常规混凝土柱的中心增设钢管混凝土芯柱构成；剪力墙体包括三块钢板，在中间钢板与外侧钢板之间分别设置斜向交叉的暗支撑钢板，暗支撑钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱，其上端伸入上边框梁中，下端伸入下边框梁中。

所述暗支撑钢板为软钢耗能钢板。

所述墙体中中间钢板和外侧钢板与钢管混凝土芯柱的连接是在钢管混凝土芯柱的钢管上焊接竖向钢板条，中间钢板和外侧钢板再与竖向钢板条焊接而成的。

所述的暗支撑钢板与钢管混凝土芯柱的连接是暗支撑钢板直接穿过钢管混凝土芯柱的钢管，然后与其焊接而成。

根据本发明的技术方案，采用型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙的制作方法，其顺序如下：

1）制作型钢叠合边框柱及钢管混凝土芯柱，在钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊竖向钢板条，以备中间钢板和外侧钢板锚固；

2）配置剪力墙体的中间钢板，并与钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊的竖向钢板条焊接；

3）在中间钢板两侧分别配置暗支撑钢板，暗支撑钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱，其上端伸入上边框梁中，下端伸入下边框梁中；

4）在暗支撑钢板两侧，配置外侧钢板，并与钢管混凝土芯柱的钢管壁上预焊的竖向钢板条焊接；

5）绑扎剪力墙钢筋混凝土下边框梁的钢筋，并将型钢叠合边框柱、中间钢板、暗支撑钢板***下边框梁的钢筋笼内，浇注下边框梁的混凝土，混凝土养护固结后，使下边框梁与型钢叠合边框柱、钢管混凝土芯柱、剪力墙体内中间钢板的底部实现刚性连接；

6）制作上边框梁，与型钢叠合边框柱、外侧钢板和中间钢板及暗支撑钢板进行可靠连接；

7）型钢叠合边框柱外侧留保护层厚度，支模板；

8）进行钢管混凝土芯柱内的混凝土、型钢叠合边框柱内部的混凝土、剪力墙体与上边框梁混凝土和下边框梁内部的混凝土浇筑，成型后即为型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。

本发明中，作为抗震第一道防线的多钢板混凝土剪力墙板部分，其内藏的暗支撑钢板对提高剪力墙的抗剪承载力、延性以及耗能能力十分有利，也利于剪力墙和型钢叠合边框柱二者承受的荷载重分布，将剪力墙承担的一部分压力转移到型钢叠合边框柱中，减少剪力墙中的轴压比，从而使剪力墙可以设计的较薄，增加建筑的使用面积。当剪力墙板在抗震中破坏后，暗支撑钢板与上、下边框梁、型钢叠合边框边框柱中的钢管混凝土芯柱形成的桁架结构是一个几何不变体系，钢桁架自身能够形成很好的传力体系，从而保持结构的整体稳定性。与普通钢管混凝土边框剪力墙相比，承载能力提高，承载力和刚度衰减变慢，后期抗震性能相对稳定，底部剪切滑移破坏减轻。

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，也就提高了结构的整体抗震能力，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是型钢叠合柱边框内藏“多钢板-支撑”混凝土组合剪力墙配钢及配筋图

图2是组合剪力墙立面示意图

图3是组合剪力墙墙体水平剖面图

附图代号说明：1-钢管混凝土芯柱，2-叠合柱箍筋，3-型钢叠合边框柱，4-中间钢板，5-外侧钢板，6-暗支撑钢板，7-下边框梁，8-上边框梁，9-竖向钢板条。

具体实施方式

下面结合附图1～图3对本发明作进一步说明：

实施例1

型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙如图1～图3。本实施例的型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，包括型钢叠合边框柱3、剪力墙体和暗支撑钢板6。型钢叠合边框柱3内设置钢管混凝土芯柱1，在钢管混凝土芯柱1周围设置叠合柱箍筋2，在钢管混凝土芯柱1的钢管壁上焊接竖向钢板条9；剪力墙体包括三块钢板，分别为中间钢板4和外侧钢板5，中间钢板4与钢管混凝土芯柱1上的竖向钢板条9焊接锚固；在中间钢板4两侧分别设置暗支撑钢板6，暗支撑钢板6包括两块软钢钢板，两块软钢钢板交叉成X字形，斜向穿过钢管混凝土芯柱1，在与钢管混凝土芯柱1接触的地方与其焊接，暗支撑钢板6上部***上边框梁8，下部***下边框梁7；在暗支撑钢板6两侧布置外侧钢板5，外侧钢板5与钢管混凝土芯柱1上预焊的竖向钢板条9焊接，上、下分别与上边框梁8、下边框梁7锚固，在外侧钢板5内部浇筑混凝土即形成剪力墙体，形象的称为“三明治”形式；型钢叠合边框柱3上端伸入上边框梁8，与其进行可靠性连接，其下端伸入下边框梁7中，与其进行刚性连接。型钢叠合边框柱3、钢管混凝土芯柱1、上边框梁8、下边框梁7及剪力墙体内部浇捣混凝土成型，即构成型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。

上述型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）制作型钢叠合边框柱3及钢管混凝土芯柱1，在钢管混凝土芯柱1的钢管壁上预焊竖向钢板条9，以备中间钢板4和外侧钢板5锚固；

2）配置剪力墙体的中间钢板4，并与钢管混凝土芯柱1的钢管壁上预焊的竖向钢板条9焊接；

3）在中间钢板4两侧分别配置暗支撑钢板6，暗支撑钢板6包括两块软钢钢板，两块软钢钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱1，其上端伸入上边框梁8中，下端伸入下边框梁7中；

4）在暗支撑钢板6两侧，配置外侧钢板5，外侧钢板5包括两块钢板，分别与钢管混凝土芯柱1的钢管壁上预焊的竖向钢板条9焊接；

5）绑扎剪力墙钢筋混凝土下边框梁7的钢筋笼，并将型钢叠合边框柱3、钢管混凝土芯柱1、中间钢板4、两侧钢板5、暗支撑钢板6***下边框梁7的钢筋笼内，浇注下边框梁7的混凝土，混凝土养护固结后，使下边框梁7与型钢叠合边框柱3、钢管混凝土芯柱1、中间钢板4的底部实现刚性连接；

6）制作上边框梁8，与型钢叠合边框柱3、外侧钢板5、中间钢板4和暗支撑钢板6进行可靠连接；

7）型钢叠合边框柱3外侧留保护层厚度，支模板；

8）进行钢管混凝土芯柱1内的混凝土、型钢叠合边框柱3混凝土、剪力墙体与上边框梁8混凝土和下边框梁7内部的混凝土浇筑，成型后即为型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。

Claims

1.型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，包括型钢叠合边框柱（3）、剪力墙体和暗支撑钢板（6）。型钢叠合边框柱（3）内设置钢管混凝土芯柱（1），在钢管混凝土芯柱（1）周围设置叠合柱箍筋（2），在钢管混凝土芯柱（1）的钢管壁上焊接竖向钢板条（9）；剪力墙体包括三块钢板，分别为中间钢板（4）和外侧钢板（5），中间钢板（4）与钢管混凝土芯柱（1）上的竖向钢板条（9）焊接锚固；在中间钢板（4）两侧分别设置暗支撑钢板（6），暗支撑钢板（6）包括两块软钢钢板，两块软钢钢板交叉成X字形，斜向穿过钢管混凝土芯柱（1），在与钢管混凝土芯柱（1）接触的地方与其焊接，暗支撑钢板（6）上部***上边框梁（8），下部***下边框梁（7）；在暗支撑钢板（6）两侧布置外侧钢板（5），外侧钢板（5）与钢管混凝土芯柱（1）上预焊的竖向钢板条（9）焊接，上、下分别与上边框梁（8）、下边框梁（7）锚固，在外侧钢板（5）内部浇筑混凝土即形成剪力墙体，形象的称为“三明治”形式；型钢叠合边框柱（3）上端伸入上边框梁（8），与其进行可靠性连接，其下端伸入下边框梁（7）中，与其进行刚性连接。型钢叠合边框柱（3）、钢管混凝土芯柱（1）、上边框梁（8）、下边框梁（7）及剪力墙体内部浇捣混凝土成型，即构成型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。

2.根据权利要求1所述的型钢叠合柱边框内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，其特征在于：所述暗支撑钢板（6）为碳含量小于0.25%的低碳钢。

3.根据权利1要求所述的型钢叠合柱边框内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，其特征在于：所述型钢叠合边框柱（3）为叠合钢管混凝土柱，或为叠合型钢混凝土柱；所述的钢管混凝土芯柱（1）的截面为圆形截面，或为矩形截面，或为T形、十字形、L形截面钢管混凝土；钢管混凝土芯柱（1）为单腔体钢管混凝土，或为多腔体钢管混凝土。

4.根据权利1要求所述型钢叠合柱边框内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙，其特征在于：所述竖向钢板条（9）的钢板采用与钢管混凝土边框芯柱（1）中的钢板相同强度钢材，并应与钢管混凝土边框芯柱（1）钢板焊接。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的型叠合柱边框内藏“多钢板-支撑”混凝土组合剪力墙的制作方法，其特征在于，该方法是按以下顺序进行的：

1）制作型钢叠合边框柱（3）及钢管混凝土芯柱（1），在钢管混凝土芯柱（1）的钢管壁上预焊竖向钢板条（9），以备中间钢板（4）和外侧钢板（5）锚固；

2）配置剪力墙体的中间钢板（4），并与钢管混凝土芯柱（1）的钢管壁上预焊的竖向钢板条（9）焊接；

3）在中间钢板（4）两侧分别配置暗支撑钢板（6），暗支撑钢板（6）包括两块软钢钢板，两块软钢钢板交叉成X字形，直接穿过钢管混凝土芯柱（1），其上端伸入上边框梁（8）中，下端伸入下边框梁（7）中；

4）在暗支撑钢板（6）两侧，配置外侧钢板（5），外侧钢板（5）包括两块钢板，分别与钢管混凝土芯柱（1）的钢管壁上预焊的竖向钢板条（9）焊接；

5）绑扎剪力墙钢筋混凝土下边框梁（7）的钢筋笼，并将型钢叠合边框柱（3）、钢管混凝土芯柱（1）、中间钢板（4）、两侧钢板（5）、暗支撑钢板（6）***下边框梁（7）的钢筋笼内，浇注下边框梁（7）的混凝土，混凝土养护固结后，使下边框梁（7）与型钢叠合边框柱（3）、钢管混凝土芯柱（1）、中间钢板（4）的底部实现刚性连接；

6）制作上边框梁（8），与型钢叠合边框柱（3）、外侧钢板（5）、中间钢板（4）和暗支撑钢板（6）进行可靠连接；

7）型钢叠合边框柱（3）外侧留保护层厚度，支模板；

8）进行钢管混凝土芯柱（1）内的混凝土、型钢叠合边框柱（3）内的混凝土、剪力墙体与上边框梁（8）混凝土和下边框梁（7）内部的混凝土浇筑，成型后即为型钢叠合边框柱内藏“多钢板-支撑”组合剪力墙。