CN101424105B - 斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁及其制作方法，属于一种剪力墙连梁。本发明包括水平钢筋、绑扎在水平钢筋外侧的连梁箍筋、呈X形布置的两个斜钢筋支撑和布置在斜钢筋支撑内部的斜钢支撑。斜钢筋支撑的两端伸入连梁两侧的混凝土剪力墙墙体中。在连梁的上部和下部设置有边框梁，边框梁、斜钢支撑与斜钢筋支撑组合，形成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。本发明墙肢中的轴力减小，连梁的延性增加。对角交叉斜钢支撑和斜钢筋支撑沿主拉应力方向较为均匀地分布在连梁高度上，能更好地抵抗连梁斜向主拉应力，其中的对角斜筋更能明显提高构件的剪切刚度，减小剪切变形；在主压应力作用方向，斜钢支撑和斜钢筋支撑还将协助混凝土承担主压应力。

Description

斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁及其制作方法

技术领域

本发明是一种斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁及其制作方法，属于一种剪力墙连梁。

背景技术

与剪力墙相连的梁称为连梁。连梁一般跨高比较小，与其相连的剪力墙刚度又很大，因此，高层建筑在水平力作用下，连梁的内力往往较大，截面设计常出现超限。在设计中，总要采取适当的措施来调整连梁内力，从而使结构既有承受竖向荷载能力，又能满足水平力作用下强度、刚度要求。

在风荷载和地震荷载作用下，剪力墙墙肢产生弯曲变形，使连梁产生转角，从而使连梁产生内力。同时，连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来约束了墙肢的内力和变形，改善了墙肢的受力状态。高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种，即脆性破坏(剪切破坏)和延性破坏(弯曲破坏)。连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力，在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，将成为单片的独立梁。这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，并且进一步增加P-Δ效应(竖向荷载由于水平位移而产生的附加弯矩)，并最终可能导致结构的倒塌。连梁在发生延性破坏时，梁端会出现垂直裂缝，受拉区会出现微裂缝，在地震作用下会出现交叉裂缝，并形成塑性铰，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度。在这一过程中，连梁起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。但在地震反复作用下，连梁的裂缝会不断发展，直到混凝土受压破坏。

在墙肢和连梁的协同工作中，剪力墙应该具有足够的刚度和强度。在正常的使用荷载和风荷载作用下，结构应处于弹性工作状态，连梁不会产生塑性铰。在地震作用下，结构允许进入弹塑性状态，连梁允许产生塑性铰。根据抗震设计规范总则的要求，建筑物在遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不损坏或不需修复仍可使用，当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。因此，剪力墙的设计应该保证不发生剪切破坏，也就是要求墙肢和连梁的设计符合强剪弱弯的原则，同时要求连梁的屈服要早于墙肢的屈服，而且要求墙肢和连梁具有良好的延性。

高层建筑剪力墙连梁的设计受很多因素的制约。连梁一般具有跨度小、截面大、与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。一般在风荷载和地震荷载的作用下，连梁的内力往往很大，从而使连梁超筋或者超限。在跨高比较大的细长连梁中，起主导作用的剪力传递机构是由混凝土斜压杆和竖向箍筋拉杆以及相互平行的上、下弦杆所组成的桁架机构。随跨高比的减小，受整个梁段弯、剪变形协调条件的控制，剪力中的相当一部分将更多的通过对角斜压杆传递，在这种情况下，斜裂缝坡度普遍增大，连梁幅面内的主拉应力从总趋势上看，也变为主要沿对角线方向作用。这时箍筋的作用，即桁架机构的作用，将随跨高比的减小逐步减弱。此外，高层建筑中，由于连梁两端墙肢的不均匀压缩，会引起连梁两端的竖向位移差也将在连梁内产生内力。因而设计新型连梁结构是保证高层建筑具有良好抗震性能的必要环节。

发明内容

本发明的目的在于克服了现有连梁结构的上述缺陷，提供了一种斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁及其制作方法，本连梁显著提高了高层建筑连梁的承载能力、延性和抗震耗能的能力。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本发明包括水平钢筋、绑扎在水平钢筋外侧的连梁箍筋、呈X形布置的两个斜钢筋支撑和布置在斜钢筋支撑内部的斜钢支撑，斜钢筋支撑的两端伸入连梁两侧的混凝土剪力墙墙体中，并使其在剪力墙墙体中可靠锚固。

在连梁的上部和下部还设置有边框梁，所述的边框梁包括布置在连梁中的连梁水平钢筋和绑扎在连梁水平钢筋外侧的箍筋。边框梁水平钢筋的两端分别插入剪力墙墙体中，并使其在剪力墙墙体中可靠锚固。

所述的斜钢支撑的截面为“工”字形。

一种斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁的制作方法，该方法包括以下步骤：

1)配置剪力墙墙体中的纵向钢筋和水平钢筋；

2)在剪力墙墙体靠近连梁的端部配置暗柱纵向钢筋；

3)在连梁中配制斜钢支撑，斜钢支撑处于两个剪力墙墙体中间，呈X形布置，并且其两端在剪力墙墙体中可靠锚固。

4)在斜钢支撑的外部配置斜钢筋支撑，在斜钢筋支撑的外侧均匀绑扎支撑箍筋，斜钢筋支撑的两端在剪力墙墙体中可靠锚固；

5)在连梁中的水平钢筋的外侧绑扎连梁箍筋；

6)绑扎剪力墙墙体端部的暗柱纵向钢筋，在暗柱纵向钢筋的外侧均匀地绑扎四边形箍筋；

7)在连梁的上部和下部配置连梁水平钢筋，在连梁水平钢筋的外侧绑扎箍筋，构成边框梁；

8)连梁外侧留一定的保护层厚度，用于支模板；

9)将边框梁、剪力墙墙体、斜钢支撑和斜钢筋支撑一次浇捣成型，即构成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。

本发明与传统的连梁相比，在斜钢筋支撑的内部增设了斜钢支撑，使得墙肢中的轴力减小，连梁的延性增加。对角交叉斜钢支撑和斜钢筋支撑沿主拉应力方向较为均匀地分布在连梁高度上，能更好地抵抗连梁斜向主拉应力，限制斜向裂缝开展，其中的对角斜筋更能明显提高构件的剪切刚度，减小剪切变形；在主压应力作用方向，斜钢支撑和斜钢筋支撑还将协助混凝土承担主压应力。采用斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁可以提高剪力墙结构体系的整体抗震性能，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是本发明斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁一个结构单元的配筋示意图；

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；

图中：1、剪力墙墙体，2、斜钢支撑，3、边框梁水平钢筋，4、边框梁矩形箍筋，5、斜钢筋支撑，6、斜钢筋支撑的矩形箍筋，7、暗柱纵向钢筋，8、墙体纵向钢筋，9、墙体水平钢筋，10、暗柱矩形箍筋，11、边框梁，12、连梁箍筋。

具体实施方式

下面结合附图1～附图3对本发明实施例作进一步详述：

斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁一个结构单元的结构配筋示意图如图1、图2和图3所示，它是由边框梁11、沿X形布置的斜钢筋支撑5和布置在斜钢筋支撑5内部的斜钢支撑2的混凝土组合连梁构成。剪力墙墙体1的配筋为纵向钢筋8和水平钢筋9，墙体靠近连梁的端部设置有暗柱，暗柱内配置有暗柱纵向钢筋7和绑扎在暗柱纵向钢筋7外侧的暗柱矩形箍筋10。

如图1所示，在连梁的上部和下部都配置都边框梁11，矩形截面边框梁11的配筋是边框梁水平钢筋3，边框梁水平钢筋3的两端分别插入剪力墙墙肢1中，并使其分别满足锚固长度的要求，在边框梁水平钢筋3的外侧沿连梁纵筋方向均匀地绑扎着矩形箍筋4，边框梁的箍筋4均匀分布至梁端。

两个斜钢筋支撑5在连梁的内部呈X形布置，每个斜钢筋支撑5由四根钢筋组成，在四根钢筋的内部设置有斜钢支撑2，斜钢筋支撑5外均匀的固装着矩形箍筋6，斜钢筋支撑5和斜钢支撑2其上下端均伸入两侧的混凝土剪力墙1中，并与混凝土剪力墙可靠锚固。斜钢支撑2为钢板，其截面形状为“工”形。斜钢支撑2与斜钢筋支撑5之间的相对位置可以采用焊接和绑扎来实现。边框梁11、斜钢支撑2与斜钢筋支撑5组合，形成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。

如图3所示，沿连梁中的水平钢筋的外侧固装着箍筋12。最后将边框梁11、剪力墙墙体1、斜钢支撑2和斜钢筋支撑5一次浇捣成型，即构成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。

本实施例中斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁的制作方法如下：

1)绑扎剪力墙墙体1中的纵向钢筋8和水平钢筋9；

2)在剪力墙墙体1的端部配置暗柱纵向钢筋7；

3)配制两个斜钢支撑2，两个斜钢支撑2处于两个剪力墙墙体1中间，呈X形布置，并且其两端在剪力墙墙体1中可靠锚固。当斜钢支撑2的截面比剪力墙两侧暗柱的纵向钢筋7之间的间距大时，则在剪力墙暗柱纵向钢筋7穿过斜钢支撑2翼缘的地方开孔，斜钢支撑2在剪力墙墙体1中可靠锚固；

4)在斜钢支撑2的外侧配置斜钢筋支撑5，在斜钢筋支撑5的外侧均匀绑扎支撑箍筋6，斜钢筋支撑5在剪力墙墙体1中可靠锚固。斜钢支撑2及斜钢筋支撑5在剪力墙墙体1中的可靠锚固是指锚固程度要满足现行《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中的相关要求。

5)在连梁11中的水平钢筋9的外侧绑扎连梁箍筋12；

6)绑扎剪力墙墙体1端部的暗柱纵向钢筋7，在暗柱纵向钢筋7的外侧均匀地绑扎四边形箍筋10；

7)绑扎边框梁11中的边框梁水平钢筋3，边框梁水平钢筋3的两端分别插入剪力墙墙体1中，并使其两端在剪力墙墙体1中可靠锚固。在水平钢筋3的外侧沿连梁纵筋方向均匀地绑扎矩形箍筋4；

8)连梁11的外侧留一定保护层厚度，用于支模板；

9)将边框梁11、剪力墙墙体1、斜钢支撑2和斜钢筋支撑5一次浇捣成型，即构成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。

Claims (3)

1.斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁，包括水平钢筋、绑扎在水平钢筋外侧的连梁箍筋和呈X形布置的两个斜钢筋支撑(5)，斜钢筋支撑(5)的两端伸入连梁两侧的混凝土剪力墙墙体(1)中；其特征在于：还包括布置在斜钢筋支撑(5)内部的斜钢支撑(2)；在连梁的上部和下部还设置有边框梁(11)，所述的边框梁(11)包括布置在连梁中的边框梁水平钢筋(3)和绑扎在边框梁水平钢筋(3)外侧的边框梁箍筋(4)，边框梁水平钢筋(3)的两端分别插入剪力墙墙体(1)中，并使其在剪力墙墙体(1)中可靠锚固。

2.根据权利要求1所述的斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁，其特征在于：所述的斜钢支撑(2)的截面为“工”字形。

3.一种权利要求1所述的斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)配置剪力墙墙体(1)中的纵向钢筋(8)和水平钢筋(9)；

2)在剪力墙墙体(1)靠近连梁的端部配置暗柱纵向钢筋(7)；

3)在连梁中配制两个斜钢支撑(2)，两个斜钢支撑(2)呈X形布置，其两端在剪力墙墙体(1)中可靠锚固；

4)在斜钢支撑(2)的外部配置斜钢筋支撑(5)，在斜钢筋支撑(5)的外侧均匀绑扎支撑箍筋(6)，斜钢筋支撑(5)的两端在剪力墙墙体(1)中可靠锚固；

5)在连梁中的水平钢筋(9)的外侧绑扎连梁箍筋(12)；

6)绑扎剪力墙墙体(1)端部的暗柱纵向钢筋(7)，在暗柱纵向钢筋(7)的外侧均匀地绑扎四边形箍筋(10)；

7)在连梁的上下两端配置有边框梁(11)，所述的边框梁(11)包括布置在连梁中的边框梁水平钢筋(3)和绑扎在边框梁水平钢筋(3)外侧的箍筋

(4)，边框梁水平钢筋(3)的两端分别插入连梁两侧的剪力墙墙体(1)中；

8)连梁外侧留有保护层厚度，用于支模板；

9)将边框梁(11)、剪力墙墙体(1)、斜钢支撑(2)和斜钢筋支撑(5)一次浇捣成型，即构成斜钢支撑混凝土剪力墙组合连梁。

Images