CN103711231A

CN103711231A - 当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙

Info

Publication number: CN103711231A
Application number: CN201410016323.XA
Authority: CN
Inventors: 曹万林; 马恒; 乔崎云; 崔晓曦
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明将钢管混凝土边框、双钢板剪力墙和内焊暗支撑软钢板组合一起构成组合剪力墙。钢管混凝土边框由钢管里面浇筑混凝土而成，双钢板焊接于钢管混凝土边框并打孔后用栓钉连接，在双钢板内侧贴焊斜向交叉暗支撑软钢板，暗支撑之间布置分布钢筋网并用拉结筋拉结，在双钢板直接浇筑混凝土。本发明相比现有剪力墙承载力提高，刚度衰减减慢，暗支撑的存在使得剪力墙的延性及耗能能力得到提高，抗震性能更为优越。

Description

当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙

技术领域

本发明涉及一种当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙，应用于高层建筑，属于建筑工程领域。

高层建筑是近现代经济发展科技进步的产物，已越来越多的出现在人们的视野中。剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心组成部分，由于高层建筑需要有较高的侧向刚度，因此结构设计中，抗侧力的设计时关键。剪力墙作为主要的抗侧力构件，它在地震作用下的工作性能影响着整个建筑结构的安全性能。近年来，大型复杂高层建筑日益增多，对剪力墙及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。

钢板剪力墙结构是20世纪70年代发展起来的一种新型抗侧力结构体系。钢筋混凝土框架钢板剪力墙组合结构是目前广泛应用的有效的抗侧力体系。钢板剪力墙可以提高钢筋混凝土框架的侧向刚度，有效降低框架的侧向位移，起到第一道防线的作用；随着钢板剪力墙的破坏，钢框架开始提供必要的侧向刚度，起到第二道防线的作用。组合剪力墙主要有三种构造形式：内嵌钢板-钢筋混凝土组合剪力墙、单侧钢板-钢筋混凝土组合剪力墙、双钢板-钢筋混凝土组合剪力墙。内嵌钢板与单侧钢板组合剪力墙均采用一块钢板，性能比较接近，相比传统的钢筋混凝土剪力墙轴压承载力大幅提高。另外，混凝土板的存在能够在一定程度上抑制钢板的整体和局部屈曲，充分发挥钢板的力学性能，保证剪力墙在侧向荷载作用下的承载力和耗能能力。对于内嵌钢板组合剪力墙，外包混凝土还可以起到防火和防腐的作用。双钢板剪力墙是钢板包在混凝土外侧，兼作模板。在钢板剪力墙内焊软钢板条带是在钢板剪力墙的基础上进一步发展和创新，是暗支撑的一种新的布置形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙及作法。保证钢板剪力墙在当量用钢条件下，内焊软钢板作为暗支撑，提高钢板剪力墙的受剪能力。

本发明采用了如下技术方案：

钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板条带组合剪力墙，其特征在于：包括钢管混凝土边框1、墙体两侧的钢板2、暗支撑软钢板3。所述钢管混凝土边框1由钢管里面浇筑混凝土而成；所述钢板2布置在剪力墙墙体的两侧，两侧的钢板2打孔由栓钉9连接；所述暗支撑软钢板3是在两侧的钢板2内侧分别斜向交叉焊接一个软钢板条带I10和软钢板条带II11，软钢板条带I10和软钢板条带II11在墙体正立面上构成X字形，其倾斜角度在45°与60°之间，在软钢板条带I10和软钢板条带II11之间设置由水平布置的横向钢筋12和沿竖直方向布置的竖向钢筋13组成的分布钢筋网4，并用拉结筋7将两侧的分布钢筋网4拉结，最后在两侧的钢板2之间浇筑混凝土。

所述两侧的钢板2与钢管混凝土边框1的连接是在钢管混凝土边框1上焊接竖向钢板条8，两侧的钢板2再与竖向钢板条8焊接而成的。

所述的暗支撑软钢板3与两侧的钢板2的连接是软钢板条带I10和软钢板条带II11分别贴焊在两侧的钢板2上，一侧的钢板上各焊接软钢板条带I10或软钢板条带II11，组成X字形。

钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙的制作方法，该方法是按一下顺序进行的：

1）配置钢管混凝土边框1的钢管，并在钢管混凝土边框1上沿竖向焊接钢板条8；

2）布置分布钢筋网4；

3）配置两侧的钢板2；

4）配置暗支撑软钢板3，将其焊接在两侧的钢板2上；

5）布置已焊接暗支撑软钢板3的两侧的钢板2，并将两侧的钢板2分别与钢管混凝土边框1钢管上的竖向钢板条8焊接，在两侧的钢板2上打孔，用栓钉9将两侧的钢板2连接；

6）往钢管混凝土边框1的钢管和两侧的钢板2内浇筑混凝土，形成钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙；

本发明混凝土填充于两侧钢板之内，能始终对钢板起到约束作用，而两侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用，从而提高内填混凝土的变形能力，使得剪力墙在大震作用下的延性及耗能能力大幅提高。此外，1）对于有横向拉结措施的双钢板组合剪力墙，钢板可对混凝土起到更强的约束作用，使得高强混凝土在超高层抗震剪力墙中应用成为可能，从而真正实现“高轴压、高延性、薄墙体”的优化目标；2）双钢板-混凝土组合剪力墙构造简单，钢结构运输安装方便，外侧钢板在施工阶段兼作混凝土模板，使现场施工工序得到简化；3）外侧钢板可有效避免混凝土裂缝外露；4）用两块钢板代替一块钢板，可有效避免超高层建筑中厚钢板的使用及其带来的一系列不利影响。与双钢板剪力墙相比，该发明在双钢板内侧斜向贴焊软钢板条带作为暗支撑，有效提高了剪力墙的延性。其核心思想在于，提高剪力墙的受剪能力，防止剪力墙在出现斜向裂缝后承载力下降较快。同时，两侧钢板及内填混凝土能有效防止软钢板屈曲，整体受力性能更好。从而实现了边框-钢板剪力墙-暗支撑整体框架受力体系。

附图说明

图1是本发明当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙立面图；

图2是图1中1-1剖面示意图；

图3是图1中2-2剖面示意图；

图中：1-钢管混凝土边框；2-钢板；3-暗支撑软钢板；4-分布钢筋网；5-上边框梁；6-基础梁；7-拉结筋；8-竖向钢板条；9-栓钉；10-软钢板条带I；11-软钢板条带II；12-横向钢筋；13-竖向钢筋。

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：

钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙如图1～图3。本实施例的钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙，包括钢管混凝土边框1、墙体两侧的钢板2和暗支撑软钢板3，钢管混凝土边框1内部浇灌有混凝土；在钢管混凝土边框1上焊接用以固定两侧的钢板2的竖向钢板条8；两侧的钢板2的内侧贴焊有暗支撑软钢板3，暗支撑软钢板3包括软钢板条带I10和软钢板条带II11，分别斜向从两侧的钢板2的一个角贴焊到其对角，在空间中交叉成X字形；在软钢板条带I10和软钢板条带II11的中间设置分布钢筋网4，分布钢筋网4包括水平布置的横向钢筋12和竖直布置的竖向钢筋13，并用拉结筋7将两侧的分布钢筋网4拉结；两侧的钢板2之间用栓钉9连接，两侧的钢板2与钢管混凝土边框1上的竖向钢板条8焊接，然后在两侧的钢板2之间浇筑混凝土形成墙体；将钢管混凝土边框1、钢板2、暗支撑软钢板3、分布钢筋网4深入基础梁6；最后将钢管混凝土边框1、钢板2、基础梁6的钢板内部浇捣混凝土成型，即构成当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙。

上述当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）配置钢管混凝土边框1，并在钢管混凝土边框1上焊接用以固定两侧的钢板2的竖向钢板条8；

2）配置暗支撑软钢板3，暗支撑软钢板3分成两条，分别在两侧的钢板2的内侧各贴焊一条，斜向交叉成X字形；

3）布置由沿水平方向布置的横向钢筋12和沿竖直方向布置的竖向钢筋13构成的分布钢筋网4，布置在暗支撑软钢板3的中间，并将两侧的分布钢筋网4用拉结筋7拉结；

4）布置两侧的钢板2，并将两侧的钢板2与钢管混凝土边框1上的竖向钢板条8焊接，在两侧的钢板2上打孔，用栓钉9将两侧的钢板2连接；

5）配置基础梁6，将钢管混凝土边框1、两侧的钢板2和分布钢筋网4***基础梁6内，并焊接在基础梁6底面的钢板上。浇筑基础梁6内部的混凝土，混凝土养护后，使基础梁6与钢管混凝土边框1、两侧的钢板2、分布钢筋网4中的竖向钢筋13底部实现刚性连接；

6）布置上边框梁5，与钢管混凝土边框1、两侧的钢板2和分布钢筋网4中的竖向钢筋13进行可靠连接；

7）向钢筋混凝土边框1、两侧的钢板2、上边框梁5和基础梁6内部浇筑混凝土，养护成型后即成当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙。

Claims

1.钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙，其特征在于：其包括钢管混凝土边框（1）、墙体两侧的钢板（2）、暗支撑软钢板（3），两侧的钢板（2）内包钢筋混凝土，钢板（2）打孔由栓钉连接在内包的钢筋混凝土上；在钢管混凝土边框（1）上焊接用以固定钢板（2）的竖向钢板条（8）；两侧的钢板（2）的内侧贴焊有暗支撑软钢板（3），暗支撑软钢板（3）包括软钢板条带I（10）和软钢板条带II（11），软钢板条带I（10）和软钢板条带II（11）各自分别斜向从钢板（2）的一个角贴焊到其对角，在空间中交叉成X字形；混凝土墙体两侧的暗支撑软钢板（3）的中间设置分布钢筋网（4），分布钢筋网（4）包括水平布置的横向钢筋（13）和竖直布置的竖向钢筋（14），并用拉结筋（7）将两侧的分布钢筋网（4）拉结；钢板（2）与钢管混凝土边框（1）上的竖向钢板条（8）焊接，然后在钢板（2）之间浇筑混凝土形成墙体；将钢管混凝土边框（1）、钢板（2）、暗支撑软钢板（3）、分布钢筋网（4）深入基础梁（6）；最后将钢管混凝土边框（1）、钢板（2）、基础梁（6）的钢板内部浇捣混凝土成型，即构成当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙。

2.根据钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙，其特征在于：暗支撑软钢板（3）的软钢板条带I（10）和软钢板条带II（11）的倾斜角度在45°与60°之间。

3.根据钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙，其特征在于：暗支撑软钢板（3）的钢板为含碳量小于0.25％（重量）的低碳钢钢板。

4.权利要求1所述的钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）配置钢管混凝土边框（1），并在钢管混凝土边框（1）上焊接用以固定墙体两侧的钢板（2）的竖向钢板条（8）；

2）配置暗支撑软钢板（3），暗支撑软钢板（3）分成软钢板条带I（10）和软钢板条带II（11），分别在钢板（2）的内侧各贴焊一条，斜向交叉成X字形；

3）布置由沿水平方向布置的横向钢筋（12）和沿竖直方向布置的竖向钢筋（13）构成的分布钢筋网（4），布置在暗支撑软钢板（3）的中间，并将两侧的分布钢筋网（4）用拉结筋（7）拉结；

4）在由所述步骤1),2),3)所形成的腔体的两侧布置钢板（2），并将两侧的钢板（2）与钢管混凝土边框（1）上的竖向钢板条（8）焊接，在两侧的钢板（2）上打孔，用栓钉（9）将两侧的钢板（2）连接；

5）配置基础梁（6），将钢管混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）和分布钢筋网（4）***基础梁（6）内，并焊接在基础梁（6）底面的钢板上；浇筑基础梁（6）内部的混凝土，混凝土养护后，使基础梁（6）与钢管混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）、分布钢筋网（4）中的竖向钢筋（13）底部实现刚性连接；

6）布置上边框梁（5），与钢管混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）和分布钢筋网（4）中的竖向钢筋（13）进行可靠连接；

7）向钢筋混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）、上边框梁（5）和基础梁（6）内部浇筑混凝土，养护成型后即成当量用钢下钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙。