CN101012670A - 剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑及制作方法 - Google Patents

剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑及制作方法 Download PDF

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曹万林
常卫华
张建伟
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Abstract

本发明是一种剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,属于框架剪力墙结构工程抗震领域。配置由横向分布钢筋(1)和纵向分布钢筋(2)组成的钢筋网,在钢筋网之间用拉接钢筋(3)拉接,在两层钢筋网中间交叉设置两根软钢支撑(4),软钢支撑外设置镀锌铁皮(5),镀锌铁皮将软钢支撑与混凝土分离,也对软钢支撑屈曲起约束作用。沿镀锌铁皮的两侧设置箍筋(6)。该剪力墙安装时,与框架梁(7)、框架梁(8)、框架柱(9)之间留有空隙。两根软钢支撑交叉设置可呈人或X字形,软钢支撑的横截面可以设置为一、T、十或工字形。本发明提高了无粘结屈曲约束支撑耗能能力,进一步控制了结构变形,提高了结构的抗震能力。

Description

剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑及制作方法
技术领域
本发明是一种剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑及制作方法,属于框架剪力墙结构工程抗震领域。
背景技术
框架一支撑结构是工程界广泛采用的一种结构形式,由于其施工方便,成本经济,计算简单,被工程界广泛采用。但该结构形式在抗震中有一个突出的问题,就是支撑在大震时极易受压屈曲失稳,造成支撑本身和连接方式的失效和破坏。同时支撑的拉压滞回曲线不对称,在大震中耗能能力差。如何增强框架一支撑结构的抗震性能已成为国内外学者和工程界亟待解决的问题。
日本学者提出在框架一支撑结构中设置无粘结屈曲约束支撑,该支撑由软钢钢芯承担轴向荷载,支撑的外套管提供横向支撑,抑制软钢钢芯受压屈曲失稳。软钢钢芯和水泥砂浆的接触面涂有一层很薄的硬隔膜材料,用来消除软钢钢芯伸长和收缩时产生的剪切变形,同时调节受压时的横向膨胀,因此软钢钢芯能够在水泥砂浆和外套管的集合体中自由地缩短和伸长,在大震中反复屈服耗能。
无粘结屈曲约束支撑的抗震效果优于普通支撑,但也有其相应缺陷:无粘结屈曲约束支撑主要依靠支撑内的软钢钢芯反复屈服抵抗地震作用,消耗的地震能量有限;软钢钢芯的屈服点很低,在屈服后发生不可恢复变形,在大震中易造成框架结构永久变形过大;同时,该支撑易出现平面外变形,引起的横向力极易使楼板边缘在地震的早期作用下损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题,是显著提高框架一支撑结构的抗震能力问题。为了这个目的,本发明提出了一种剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑及制作方法。
本发明的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑采用的技术方案是:在剪力墙板中配置由横向分布钢筋1和纵向分布钢筋2组成的钢筋网,在钢筋网之间用拉接钢筋3拉接,在两层钢筋网中间交叉设置两根软钢支撑4,软钢支撑4外设置镀锌铁皮5,镀锌铁皮5可以将软钢支撑4与混凝土分离,使软钢支撑成为无粘结支撑,同时也起到了一定约束软钢支撑4屈曲的作用。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,在两层钢筋网之间,沿镀锌铁皮5的两侧设置箍筋6,箍筋6将镀锌铁皮5的位置固定,同时在地震作用中,为软钢支撑4提供约束作用。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,在剪力墙设置时剪力墙外边缘与上部框架梁7、下部框架梁8、框架柱9之间留有空隙,空隙的宽度为h/250,h为该层框架的层高。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,两根软钢支撑4交叉设置呈人字形,其上端与上部框架梁7固结,下端与下部框架梁8和框架柱9形成的框架节点固结。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,两根软钢支撑4交叉设置呈X字形,其上端与上部框架梁7和和框架柱9形成的框架节点固结,下端与下部框架梁8和框架柱9形成的框架节点固结。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,软钢支撑4的横截面为一字形。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,软钢支撑4的横截面为T形。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,软钢支撑4的横截面为十字形。
所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,软钢支撑4的横截面为工字形。
剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,软钢支撑在抗震中反复屈曲耗能,是抗震的第一道防线。当结构的位移增大时,边框梁柱与剪力墙接触,这时剪力墙作为抗震的第二道防线开始发挥作用。
根据本发明的技术方案,采用剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑的制作方法,其顺序如下:1)配置交叉软钢支撑,软钢支撑呈人字形或X形;2)在软钢支撑外设置镀锌铁皮;3)配置剪力墙中的横向分布钢筋和纵向分布钢筋;4)配置剪力墙的拉结钢筋;5)沿镀锌铁皮配置箍筋;6)配置剪力墙模板;7)通过浇捣混凝土一次成型;8)混凝土强度达到设计强度75%后,将剪力墙板拆模;9)将剪力墙与钢框架连接;本发明利用了软钢钢板约束屈服的耗能机制,同时充分发挥了剪力墙抗侧力强的性能,避免了无粘结屈曲约束支撑的变形过大和耗能能力不足的缺点,提高了结构的抗震能力。在钢框架发生破坏前,为结构提供了两道抗震防线,改善了结构的抗震性能。剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑作为框架结构填充墙,在强烈地震作用下发生破坏后便于更换。
附图说明
图1是本发明剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中软钢支撑和镀锌铁皮呈人字形时剪力墙的结构示意图;图2是图1中A-A剖面放大示意图;
图3是图1中B-B剖面放大示意图;图4是本发明剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中型软钢支撑和镀锌铁皮呈X形时结构示意图;图5是本发明剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中软钢支撑和镀锌铁皮的横截面为T形时的示意图;图6是本发明剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中软钢支撑和镀锌铁皮的横截面为十字形时的示意图;图7是本发明剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中软钢支撑和镀锌铁皮的横截面为工字形时的示意图。
图中:1-横向分布钢筋,2-纵向分布钢筋,3-拉接钢筋,4-软钢支撑,5-镀锌铁皮,6-箍筋,7-上部框架梁,8-下部框架梁,9-框架柱。
具体实施方式
下面结合附图1~图7,具体说明本发明的优选实施例。
实施例1剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑中配置由横向分布钢筋1和纵向分布钢筋2组成的钢筋网,在钢筋网之间用拉接钢筋3拉接,在两层钢筋网中间交叉设置两根一字形截面软钢支撑4,软钢支撑4外设置镀锌铁皮5,镀锌铁皮5可以将软钢支撑4与混凝土分离,使软钢支撑成为无粘结支撑,同时也起到了一定约束软钢支撑4屈曲的作用。在两层钢筋网之间,沿镀锌铁皮5的两侧设置箍筋6,箍筋6将镀锌铁皮5的位置固定,同时在地震作用中,为软钢支撑4提供约束作用。在剪力墙分布钢筋外设置模板,通过通过浇捣混凝土将剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑一次成型,混凝土强度达到设计强度75%后,将剪力墙板拆模,最后将剪力墙与钢框架连接。剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,安装剪力墙时剪力墙外边缘与上部框架梁7、下部框架梁8、框架柱9之间留有空隙,空隙的宽度为h/250,h为该层框架的层高。
下面结合附图1~附图4,具体说明本发明的制作方法:1)配置人字形交叉软钢支撑4;2)在软钢支撑外设置镀锌铁皮5;3)配置剪力墙中的横向分布钢筋1和纵向分布钢筋2;4)配置剪力墙的拉结钢筋3;5)沿镀锌铁皮配置箍筋6;6)配置剪力墙模板;7)通过浇捣混凝土一次成型;8)混凝土强度达到设计强度75%后,将剪力墙板拆模;9)将剪力墙与钢框连接;实施例2剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑的第二种形式如图4所示,两根软钢支撑4交叉设置呈X字形,其上端与上部框架梁7和和框架柱9形成的框架节点结固结,下端与下部框架梁8和和框架柱9形成的框架节点固结。
实施例3、4、5剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑的第三、四、五种结构形式分别如图5、图6、图7所示,无粘结软钢支撑的截面分别为T形,十字形和工字形。当结构对无粘结支撑的不同方向的抗弯刚度均有要求时,无粘结软钢支撑的截面方式可选上述三种方式之一。

Claims (10)

1.剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,在剪力墙板中配置由横向分布钢筋(1)和纵向分布钢筋(2)组成的钢筋网,在钢筋网之间用拉接钢筋(3)拉接,其特征在于:在两层钢筋网中间交叉设置两根软钢支撑(4),软钢支撑(4)外设置镀锌铁皮(5)。
2.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:在两层钢筋网之间,沿镀锌铁皮(5)的两侧设置用于将镀锌铁皮(5)的位置固定的箍筋(6)。
3.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:剪力墙墙外边缘与上部框架梁(7)、下部框架梁(8)、框架柱(9)之间留有空隙,空隙的宽度为h/250,h为该层框架的层高。
4.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:两根软钢支撑(4)交叉设置呈人字形,其上端与上部框架梁(7)固结,下端与下部框架梁(8)和框架柱(9)形成的框架节点固结。
5.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:两根软钢支撑(4)交叉设置呈X字形,其上端与上部框架梁(7)和框架柱(9)形成的框架节点固结,下端与下部框架梁(8)和框架柱(9)形成的框架节点固结。
6.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:软钢支撑(4)的横截面为一字形。
7.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:软钢支撑(4)的横截面为T形。
8.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:软钢支撑(4)的横截面为十字形。
9.按照权利要求1所述的剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑,其特征在于:软钢支撑(4)的横截面为工字形。
10.剪力墙约束型外包镀锌铁皮无粘结耗能钢支撑的制作方法,其特征在于:包括如下步骤:1)配置人字形或X形交叉软钢支撑(4);2)在软钢支撑外设置镀锌铁皮(5);3)配置剪力墙中的横向分布钢筋(1)和纵向分布钢筋(2);4)配置剪力墙的拉结钢筋(3);5)沿镀锌铁皮配置箍筋(6);6)配置剪力墙模板;7)通过浇捣混凝土一次成型;8)混凝土强度达到设计强度75%后,将剪力墙板拆模;9)将剪力墙与钢框连接。
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