CN103711233A - 加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法 - Google Patents

加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法 Download PDF

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崔晓曦
曹万林
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Abstract

加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法，涉及建筑施工领域。本发明将现浇钢筋混凝土、钢板剪力墙和钢管混凝土组合一起构成组合剪力墙。在单钢板两侧配置各配置一根斜软钢板暗支撑，两侧钢板暗支撑交叉呈X形。在两暗支撑外侧配置横向和纵向分布钢筋组成的钢筋网用拉结筋连接。在剪力墙两端钢管混凝土柱内配置螺旋箍筋，防止钢管混凝土柱底部提前破坏。本发明加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙比现有剪力墙初始刚度大，承载能力高，承载力和刚度衰减慢，整体抗震耗能性能好，使得墙体的后期抗震性能相对稳定，组合墙整体工作性能好。

Description

加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法
技术领域
本发明涉及一种钢管混凝土柱边框钢板组合剪力墙，特别涉及加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法。
背景技术
随着我国国民经济的发展和基础建设规模的不断扩大,特别是超高大跨以及其他特殊要求的结构形式越来越普遍,对结构提出了更高的要求,而新材料、新技术的不断涌现为满足这些要求创造了条件。钢-混凝土组合结构充分利用了钢材和混凝土各自的材料性能,具有承载力高、刚度大、抗震性能和动力性能好、构件截面尺寸小、施工快等优点。与混凝土结构相比,可以减小构件截面尺寸、减轻结构自重、减小地震作用、增加有效使用空间、降低基础造价、方便施工、提高结构的延性等优势;与钢结构相比,具有用钢量少、刚度大、整体性和稳定性好、抗火性和耐久性高等优势。
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。试验研究和工程应用表明,钢板剪力墙具有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等很多优良特征。目前已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系,尤其适用于高烈度地震区建筑。
组合钢板墙是在钢板一侧或两侧固定或者现浇钢筋混凝土,2种材料通过内嵌钢板上预置的抗剪栓钉或者通过螺栓固定组成一体。组合钢板墙的两种不同的构造形式使其具有不同的力学特性。组合钢板墙的钢板外包混凝土墙板,可以起到防火、保温、隔声等作用,减少了后续工作量,降低了工程造价。剪力墙和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非常重要的作用，而且高层和超高层建筑对剪力墙和剪力墙组成的筒体的抗震性能要求也越来越高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提高组合剪力墙承载力、延性和抗震耗能能力。将钢管混凝土与钢板剪力墙的优势进行组合，同时采取工字型截面并外包混凝土解决了钢管混凝土芯柱平面外失稳的问题。
本发明采用的技术方案是：
加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：其墙体***是由钢筋混凝土9围合而成；墙体内部配置钢板2和暗支撑7；暗支撑7布置于钢板两侧；钢板两端分别设有钢板围合形成的方钢管混凝土边框柱1；钢板暗支撑外侧设有由纵向分布钢筋5和横向分布钢筋4组成的钢筋网，剪力墙边梁为型钢梁13；在钢板2上设置有用于拉结钢筋10穿过的孔；两端钢管混凝土边框柱1外侧设有外突出的栓钉6；钢板2端部焊接的两个钢管混凝土边框柱1内部设置有螺旋箍筋3；
暗支撑钢板倾斜角度在45°至60°之间；
暗支撑7使用软钢板制成；
钢管混凝土边框柱1内的螺旋箍筋3高出基础上平面。
内藏钢板及暗支撑钢管混凝土柱组合剪力墙的制作方法，该方法是按以下顺序进行的：
1）制作钢管混凝土边框柱1的钢管柱，在钢管柱上焊接栓钉6和竖向与钢筋网连接的钢板条8，钢管内设置螺旋箍筋3；
2）配置暗支撑钢板7，暗支撑钢板7包括两块软钢钢板，布置于钢板2两侧，交叉呈X形布置，斜向穿过钢管混凝土边框柱1，在与钢管混凝土边框柱1接触的地方焊接；
3）布置由水平方向布置的横向钢筋4和竖向方向布置的竖向钢筋5组成的分布钢筋网，布置于暗支撑7的外侧，并用拉结筋10拉结；
4）布置钢板2，将钢板2与钢管混凝土边框上的竖向钢板条8焊接，在钢板2上打孔用于拉结筋10穿过；
5）配置基础梁，将钢管混凝土边框柱1、钢板2、暗支撑钢板7和分布钢筋网***基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土边框柱1、钢板2，钢板暗支撑7和分布钢筋网中的竖向钢筋5实现刚性连接；
6）将型钢梁13与钢管混凝土边框柱1、钢板2，暗支撑钢板7和分布钢筋网中的竖向钢筋5进行连接；
7）在钢管混凝土边框柱1、边框梁13和钢板分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土9，成型后即为加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙。
本发明的有益效果
本发明将钢管混凝土柱和钢板剪力墙以及钢桁架的优势进行组合，并在墙外包混凝土。其组合后的抗震能力明显钢管混凝土柱剪力墙和钢板剪力墙独立工作的叠加。钢板暗支撑和外部钢筋混凝土可以有效防止钢板发生面外失稳，有利于提高剪力墙的抗剪承载力、延性以及耗能能力。同时，在地震作用下墙体发生破坏时，钢桁架、上下边框梁和钢管混凝土柱组成的体系可以有效的保持结构的稳定性。在钢管混凝土边框柱内部设置螺旋箍筋，可以提高钢管混凝土边框柱的抗震性能，防止其底部提前破坏影响构件的整体抗震性能。使用拉结筋将两钢板外侧的钢筋混凝土进行连接，从而使构件能够更好的共同工作。剪力墙外侧配置钢筋混凝土可以起到防火、保温的效果。
附图说明
图1为本加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙立面图；
图2为图1中A-A剖面示意图；
图3为图1中B-B剖面示意图；
图中：1、钢管混凝土边框柱，2、钢板，3、螺旋箍筋，4、横向分布钢筋，5、竖向分布钢筋，6、栓钉，7、暗支撑软钢板，8、钢板条，9、混凝土，10、拉结筋，11、边框柱外纵筋，12、边框柱外箍筋，13、型钢梁，14、边框梁外纵筋，15、边框梁外箍筋。
具体实施方式
下面结合图1—图3对本发明作进一步说明：
加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙的结构配筋示意图如图1—图3所示。边框柱1横截面为矩形。钢板2两侧设置钢板暗支撑7交叉呈X形；钢板2和暗支撑7外侧设有由纵向5和横向4钢筋组成的钢筋网；在钢板上设置有用于拉结钢筋10穿过的孔，拉结筋在没有暗支撑遮挡的孔中穿过；两个钢管混凝土柱1内部设置有螺旋箍筋3；两端钢管混凝土柱1钢管外侧设有外突出的栓钉6；其制作顺序如下：
1）制作钢管混凝土边框柱1的钢管柱，在钢管柱上焊接栓钉6和竖向可与钢筋网连接的钢板条8，钢管内设置螺旋箍筋3；
2）配置暗支撑钢板7，暗支撑钢板7包括两块软钢钢板，布置于钢板2两侧，交叉呈X形布置，斜向穿过钢管混凝土边框柱1，在与钢管混凝土边框柱1接触的地方焊接；
3）布置由水平方向布置的横向钢筋4和竖向方向布置的竖向钢筋5组成的分布钢筋网，布置于暗支撑7的外侧，并用拉结筋10拉结；
4）布置钢板2，将钢板2与钢管混凝土边框上的竖向钢板条8焊接，在钢板2上打孔用于拉结筋10穿过；
5）配置基础梁，将钢管混凝土边框柱1、钢板2、暗支撑钢板7和分布钢筋网***基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土边框柱1、钢板2，钢板暗支撑7和分布钢筋网中的竖向钢筋5实现刚性连接；
6）将型钢梁13与钢管混凝土边框柱1、钢板2，暗支撑钢板7和分布钢筋网中的竖向钢筋5进行连接；
7）在钢管混凝土边框柱1、边框梁13和钢板分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土9，成型后即为加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (5)

1.加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：其墙体***是由钢筋混凝土（9）围合而成；墙体内部配置钢板（2）和暗支撑（7）；暗支撑（7）布置于钢板（2）两侧；钢板（2）两端分别设有钢板围合形成的方钢管混凝土边框柱（1）；钢板暗支撑（7）外侧设有由纵向分布钢筋（5）和横向分布钢筋（4）组成的钢筋网，剪力墙边梁为型钢梁（13）；在钢板（2）上设置有用于拉结钢筋（10）穿过的孔；两端钢管混凝土边框柱（1）外侧设有外突出的栓钉（6）；钢板（2）端部焊接的两个钢管混凝土边框柱（1）内部设置有螺旋箍筋（3）。 
2.根据权利要求1所述的加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：暗支撑钢板（7）倾斜角度在45°至60°之间。 
3.根据权利要求1所述的加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：暗支撑（7）使用软钢板制成。 
4.根据权利要求1所述的加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：所述钢管混凝土边框柱（1）内的螺旋箍筋（3）高出基础上平面。 
5.根据权利要求1所述的加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙的施工方法，其特征在于，包括下述步骤： 
1）制作钢管混凝土边框柱（1）的钢管柱，在钢管柱上焊接栓钉（6）和竖向可与钢筋网连接的钢板条（8），钢管内设置螺旋箍筋（3）； 
2）配置暗支撑钢板（7），暗支撑钢板（7）包括两块软钢钢板，布置于钢板（2）两侧，交叉呈X形布置，斜向穿过钢管混凝土边框柱（1），在与钢管混凝土边框柱（1）接触的地方焊接； 
3）布置由水平方向布置的横向钢筋（4）和竖向方向布置的竖向钢筋（5）组成的分布钢筋网，布置于暗支撑（7）的外侧，并用拉结筋（10）拉结； 
4）布置钢板（2），将钢板（2）与钢管混凝土边框上的竖向钢板条（8）焊接，在钢板（2）上打孔用于拉结筋（10）穿过； 
5）配置基础梁，将钢管混凝土边框柱（1）、钢板（2）、暗支撑钢板（7）和分布钢筋网***基础梁内，并焊接在基础梁底边的钢板上，浇筑基础梁内部的混凝土，混凝土养护固结后，使基础梁与钢管混凝土边框柱（1）、钢板（2），钢板暗支撑（7）和分布钢筋网中的竖向钢筋（5）实现刚性连接； 
6）将型钢梁（13）与钢管混凝土边框柱（1）、钢板（2），暗支撑钢板（7）和分布钢筋网中的竖向钢筋（5）进行连接； 
7）在钢管混凝土边框柱（1）、边框梁（13）和钢板分布钢筋网外侧预留保护层，支模板；浇筑混凝土（9），成型后即为加强型钢管混凝土边框钢板内藏暗支撑组合剪力墙。 
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