CN101457560B - 型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种剪力墙，特别涉及型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙及其制作方法。这种剪力墙由型钢混凝土柱约束和外包混凝土带洞口钢板组合结构构成，在剪力墙板中配置钢板，之后在钢板两侧配置横向和纵向分布钢筋组成的钢筋网，通过穿过洞口的拉结筋将钢板两侧的钢筋网连接起来，最后浇筑混凝土。本发明可以提高承载能力，减慢承载力和刚度的衰减速度，使得墙体的后期抗震性能相对稳定，而且减轻了底部剪切滑移破坏。

Description

型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙及其制作方法 

技术领域

本发明是一种剪力墙，特别涉及型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙及其制作方法。 

背景技术

随着社会生产的发展和人们生活的需要，高层建筑越来越多。量大面广的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。 

由于高层建筑需要有较大的侧向刚度，因此剪力墙的设计，必须考虑抗侧力的设计。此外，剪力墙还要求有较大的弹性初始刚度、大变形能力和良好的塑性性能、稳定的滞回特性等特点。外包混凝土钢板剪力墙的出现不但很好的满足了上述要求，而且能够有效地克服钢筋混凝土剪力墙自重大、角部混凝土易开裂、易碎等缺点，此外还加大了剪力墙的侧向抗弯刚度，已成为一种非常具有发展前景的高层抗侧力体系。然而外包混凝土钢板剪力墙中的混凝土墙体由于被钢板分隔开来，造成剪力墙在受力的过程中容易导致混凝土部分的剥落，从而过早的退出工作，降低了剪力墙的抗震性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了弥补外包混凝土钢板剪力墙的上述缺点，提出了一种型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙，该外包混凝土钢板组合剪力墙可显著提高剪力墙的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。本发明中的型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙，包括上下边框梁、与边框梁固结的边框柱和配置在剪力墙中的钢板。所述边框梁为由型钢梁和浇注在型钢梁外的混凝土构成的型钢-混凝土组合梁。所述边框柱为由型钢和浇注在型钢外的混凝土构成的型钢混凝土柱。钢板与型钢混凝土柱中的型钢及边框梁中的型钢梁固连。在钢板的两侧配置由水平布置的横向钢筋和沿竖直方向布置的纵向钢筋组成的钢筋网，在钢筋网上浇筑有混凝土。所述钢板上开有孔洞，拉结筋穿过孔洞分别与钢板两侧的钢筋网固结。 

型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的制作方法，该方法是按照以下顺序实现的： 

1)配置型钢混凝土柱中的型钢； 

2)配置钢板，在钢板上打孔洞，并在钢板边缘预留用于箍筋穿过的孔洞或槽； 

3)配置边框梁中的型钢梁，将型钢梁与型钢混凝土柱中的型钢进行可靠刚性连接； 

4)将钢板与型钢混凝土柱中的型钢和上下边框梁中的型钢梁固结； 

5)在型钢梁及型钢混凝土柱中的型钢外配置钢筋，并在纵筋外绑扎箍筋，箍筋穿过钢板边缘的孔洞或槽； 

6)在钢板两侧分别配置由沿水平方向布置的横向钢筋和沿竖直方向布置的纵向钢筋组成的钢筋网，拉结筋穿过钢板上的孔洞将钢板两侧的钢筋网连接在一起； 

7)在型钢混凝土柱中的型钢、型钢梁和钢板的钢筋的外侧保留保护层厚度，支模板； 

8)浇筑型钢混凝土柱、边框梁和钢板部分的混凝土，成型后即为型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙。 

所述孔洞的直径大于或等于钢板一侧的混凝土墙体厚度的一半，小于该孔洞与与其相邻的最近的孔洞之间的钢板的长度。 

本发明型钢-开洞钢板组合部分有利于提高剪力墙作为抗震第一道防线的抗剪承载力，延性以及耗能能力，并使剪力墙和型钢混凝土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混凝土柱中，减少剪力墙中的轴压比，使得墙体部分可以采取较少的材料，从而增加建筑的使用面积。剪力墙在工作过程中，由于钢板的设计，使钢板两侧的混凝土部分得以连接，从而更好的共同工作。当墙板在抗震中破坏后，钢板及外包混凝土与上、下边框梁、型钢混凝土柱形成门架结构，从而保持结构的整体稳定性。型钢混凝土柱边框与普通钢筋混凝土柱边框的剪力墙相比，可以提高承载能力，减慢承载力和刚度的衰减速度，使得墙体的后期抗震性能相对稳定，而且减轻了底部剪切滑移破坏。 

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是本发明型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙中一个结构单元的结构配筋示意图； 

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； 

1、型钢-开洞钢板组合结构，2、钢板，3、型钢混凝土柱，4、型钢梁，5、型钢混凝土柱纵筋，6、型钢混凝土柱矩形箍筋，7、边框梁的纵筋，8、边框梁的矩形箍筋，9、钢板外包混凝土的横向钢筋，10、钢板外包混凝土的纵向钢筋，11、拉结筋。 

具体实施方式

下面结合图1～图3对本发明作进一步说明： 

型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙一个结构单元的结构配筋示意图如图1～图3所示，包括边框梁、型钢混凝土柱3和钢板2。剪力墙两端设置型钢混凝土柱3，型钢混凝土柱3与边框梁固结，在边框梁和边框柱之间设置有钢板2，钢板配置在剪力墙体中，钢板2的边缘预留孔洞或切割出槽。剪力墙边框梁中设置有型钢梁4，在型钢梁4的外围布置边框梁纵筋7，沿边框梁纵筋7均匀地绑扎着矩形箍筋8，边框梁的矩形箍筋8穿过钢板边缘的孔洞或槽均匀分布至梁端，在由纵筋7和矩形箍筋8组成的钢筋网上浇注混凝土，形成型钢-混凝土组合梁。型钢混凝土柱3内设置有型钢，该型钢与边框梁中的型钢梁4固结，在型钢梁4外围布置型钢混凝土柱纵筋5，沿纵筋5均匀地绑扎着矩形箍筋6，型钢混凝土柱的矩形箍筋6也穿过钢板上的预留空洞或切割槽，在由纵筋5和箍筋6组成的钢筋网上浇注混凝土，构成型钢混凝土柱3

钢板2的上端伸入上部边框梁并与边框梁中的型钢梁4连接，其下端伸入下部边框梁中并与型钢梁4连接，两侧伸入两端型钢混凝土柱中与型钢连接1。在钢板2的两侧配置由水平布置的横向钢筋9和沿竖直方向布置的纵向钢筋10组成的钢筋网，在钢筋网上浇筑有混凝土。同时在钢板上还开有孔洞，拉结筋11穿过钢板上的孔洞分别与钢板两侧的钢筋网固结，将钢板两侧的钢筋网连接在一起。 

型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的制作方法，该方法是按照以下顺序实现的： 

1)制作型钢混凝土柱3的型钢，在梁柱节点处的型钢上焊短钢梁； 

2)制作钢板，并在钢板的边缘预留孔洞或槽，以便于型钢混凝土柱和边框梁上的箍筋的绑扎。在钢板上打用于拉结筋11穿过的孔洞，孔洞的直径大于或等于钢板一侧混凝土墙体厚度的一半，小于孔洞之间钢板的长度。 

3)制作边框梁中的型钢梁4，型钢梁的翼缘与柱边预设短钢梁的翼缘焊接，钢梁的腹板与短钢梁的腹板用双夹板高强度螺栓摩擦型连接； 

4)将钢板2与型钢混凝土柱中的型钢和上下梁中的型钢焊接，开洞钢板2、型钢混凝土柱3中的型钢、型钢梁4共同构成型钢-开洞钢板组合结构； 

5)在型钢梁及型钢混凝土柱中的型钢外围配置钢筋，并在纵筋外绑扎箍筋，箍筋穿过钢板边缘的孔洞或槽； 

6)在钢板两侧分别配置由沿水平方向布置的横向钢筋9和沿竖直方向布置的纵向钢筋10组成的钢筋网，拉结筋11穿过钢板上的孔洞将钢板两侧的钢筋网连接在一起； 

7)在型钢混凝土柱中的型钢、型钢梁和钢板的钢筋的外侧保留保护层厚度，支模板； 

8)浇筑型钢混凝土柱、边框梁和钢板部分的混凝土，成型后即为型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙。 

整个钢板上用于拉结筋11穿过的孔洞的直径可以相同，也可以不同。如果孔洞的直接太大，会影响钢板的整体刚度。综合考虑，任意一个孔洞的直径要大于或等于钢板一侧混凝土墙体厚度的一半，小于该孔洞与与其相邻的最近的孔洞之间的钢板的长度，即两个孔洞之间的钢板的宽度要大于孔洞的直径。 

Claims (3)

1.型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙，包括上下边框梁、与边框梁固结的边框柱和布置在边框梁和边框柱之间的钢板；所述边框梁为由型钢梁和浇注在型钢梁外围的混凝土构成的型钢-混凝土组合梁；所述边框柱为由型钢和浇注在型钢外围的混凝土构成的型钢混凝土柱；钢板与型钢混凝土柱中的型钢及边框梁中的型钢梁固连；在钢板的两侧配置由沿水平方向布置的横向钢筋和沿竖直方向布置的纵向钢筋组成的钢筋网，在钢筋网上浇筑有混凝土；其特征在于：所述的钢板上开有孔洞，拉结筋穿过孔洞分别与钢板两侧的钢筋网固结。

2.如权利要求1所述的型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的制作方法，其特征在于，该方法是按照以下顺序实现的：

1)配置型钢混凝土柱中的型钢；

2)配置钢板，在钢板上打孔洞，并在钢板边缘预留用于箍筋穿过的孔洞或槽；

3)配置边框梁中的型钢梁，将型钢梁与型钢混凝土柱中的型钢进行可靠刚性连接；

4)将钢板与型钢混凝土柱中的型钢和上下边框梁中的型钢梁固结；

5)在型钢梁及型钢混凝土柱中的型钢外围配置钢筋，并在钢筋外绑扎箍筋，箍筋穿过钢板边缘的孔洞或槽；

6)在钢板两侧分别配置由沿水平方向布置的横向钢筋和沿竖直方向布置的纵向钢筋组成的钢筋网，拉结筋穿过钢板上的孔洞将钢板两侧的钢筋网连接在一起；

7)在型钢混凝土柱中的型钢、型钢梁和钢板的钢筋的外侧保留保护层厚度，支模板；

8)浇筑型钢混凝土柱、边框梁和钢板部分的混凝土，成型后即为型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙。

3.根据权利要求1所述的型钢混凝土-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的制作方法，其特征在于：所述孔洞的直径大于或等于钢板一侧的混凝土墙体厚度的一半，小于该孔洞与与其相邻的最近的孔洞之间的钢板的长度。

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