CN102296728A - 一种双钢板结构剪力墙及其施工方法 - Google Patents

一种双钢板结构剪力墙及其施工方法 Download PDF

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陈耀钢
陆建忠
侯海泉
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Abstract

本发明公开了一种双钢板结构剪力墙,包含的构件有钢板、加劲板、连接钢筋、栓钉;所述钢板通过焊接拼接成,其相对侧通过焊接加劲板及连接钢筋连接在一起;内层钢板和外层钢板的相对侧还焊接有栓钉;在所述墙体内还浇筑有混凝土。此种结构能加强剪力墙的侧向刚度,在墙体内浇筑混凝土的时候,将混凝土的收缩与徐变作用弱化,使得墙体的承载能力,延性得到显著增强,抗震性能得到提升。本发明还公开了建造此剪力墙的施工方法,先分割加工单元,然后在预埋有基础埋件的安装基础上吊装单元钢板形成墙体,随后校正墙体垂直度,焊接墙体接缝,对墙体浇筑混凝土;在施工时还架设有内、外操作平台。

Description

一种双钢板结构剪力墙及其施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种建筑物的墙,特别是一种双钢板结构剪力墙及其施工方法。
背景技术
[0002] 剪力墙作为抗震性能较好的抗侧力结构,被广泛应用在北美、日本等高烈度地震区抗震要求高的建筑中。在地震的作用下,剪力墙表现出来的延性,是判断剪力墙抗震性能优劣的重要指标。而传统的剪力墙的结构多为钢筋混凝土结构,其在地震中容易开裂,而一旦混凝土开裂,剪力墙的延性基本消失,不再抗震。而且,安装现有结构的剪力墙时,安装精度及安装变形很难控制。除了测量、焊接等影响安装精度的因素外,结构的高度变化,温差, 混凝土收缩与徐变等,都是结构在施工阶段的变形控制中的难点。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题在于,克服现有结构的剪力墙抗震性能不强,变形能力差,且安装施工时难度大,变形难控制等缺陷,提供一种结构稳定,高延性的剪力墙及其施工方法。
[0004] 为了达到上述目的,本发明采用的剪力墙技术方案为:
一种双钢板结构剪力墙,包含的构件有钢板、加劲板、连接钢筋、栓钉,其特征在于:所述钢板通过焊接拼接成内层钢板和外层钢板,其相对侧通过焊接加劲板及连接钢筋连接在一起;内层钢板和外层钢板的相对侧还焊接有栓钉;在所述墙体内还浇筑有混凝土。
[0005] 为建造该双钢板剪力墙,本发明采用的施工方案包含如下步骤:
a.按设计要求将同一层的墙体从横截面上分割为数个单元,随后加工单元钢板;
b.在安装基础上预埋基础埋件,浇筑基础底板;
c.在单元钢板的外层安装操作外平台;
d.吊装同一层的数块单元钢板,使其就位形成墙体;
e.在墙体的内层,安装操作内平台;
f.稳定墙体并校正墙体的垂直度;
g.对已校正好的墙体的水平和竖向接缝进行焊接;
h.检测焊缝合格后,对该层墙体浇筑混凝土。
[0006] 采用上述技术方案,本发明达到的有益效果有:
(1)采用双钢板组合的结构,并在其中连接有加劲板和连接钢筋,以使其组合成一个整体,从而能加强剪力墙的侧向刚度;在两块钢板的相对侧焊接有栓钉,浇筑混凝土的时候, 也将混凝土的收缩与徐变作用弱化,墙体的变形得到控制,浇筑完混凝土之后,其与整个墙体的结构完全粘结,使得整个墙体作为一个整体的承载能力,延性等得到显著增强,抗震性能也得到提升;
(2)在安装剪力墙时,以单元钢板的形式安装,这样的安装方式有效解决了墙体在安装时的平面外屈曲,是一种变形控制措施;(3)使用内、外层操作平台,提高了焊接、测量等的精度;
(4)在焊接墙体时,进行稳定操作后进行垂直度的校正,随后再进行焊接,将墙体在施工阶段的变形后果减到最小,是一种变形补救措施。
附图说明
[0007] 图1是本发明的双钢板结构剪力墙一实施方式的基本结构示意图; 图2是表示图1所示的实施方式的剪力墙的施工方法的基本流程图。
具体实施方式
[0008] 下面结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。
[0009] 图1显示的是本发明的双钢板结构剪力墙一实施方式的基本结构示意图。
[0010] 如图所示,双钢板结构剪力墙包含内层钢板1及外层钢板2,两层钢板均由数块钢板通过焊接拼接而成;所述内层钢板1及外层钢板2的相对侧通过加劲板3及连接钢筋4 经焊接连接在一起;内层钢板和外层钢板的相对侧还焊接有栓钉5 ;在所述墙体内还浇筑有混凝土。
[0011] 作为一种优选,所述内层钢板1、外层钢板2上的焊缝与两层钢板与加劲板3之间的焊缝为加设有衬垫板6的V型坡口焊缝。
[0012] 衬垫板6的规格可以为-30mmX 5mm,其长度与焊缝长度相同。
[0013] 作为一种改进,各构件表面还喷涂有水性无机富锌漆及环氧封闭漆。
[0014] 作为一种优选,钢板材质采用的是Q345B。
[0015] 图2显示的是上述实施方式的剪力墙的施工方法的基本流程图。如图所示,包含如下步骤:
a分割墙体单元,加工单元钢板:
(1)按设计要求将同一层结构的墙体从横截面上分割为数个单元,随后加工单元钢板。
[0016] (2)将数块钢板焊接拼接形成内层钢板及外层钢板。
[0017] (3)按设计要求的位置及数量将栓钉焊接在内层钢板及外层钢板的相对侧。
[0018] (4)将加劲板、连接钢筋焊接在内层钢板及外层钢板的相对侧以将钢板连接成整体。
[0019] 作为一种优选的方案,内、外层钢板上的焊缝及内、外层钢板与加劲板的连接焊缝采用加设衬垫板的V型坡口焊缝;衬垫板的规格可以是-30mmx 5mm,其长度与焊缝长度相同。
[0020] 焊接前将坡口两侧30mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水锈赃物、氧化皮等清洁干净;焊接时可以采用气体保护焊,例如CO2 ;待焊接完成后喷涂水性无机富锌漆及环氧封闭漆。
[0021] 作为一种改进,焊接的构件表面水性无机富锌漆及环氧封闭漆可以在加工厂喷涂完成,在现场,焊缝两侧各IOOmm范围内的油漆待焊接完成后喷涂。
[0022] b.在安装基础上预埋基础埋件,浇筑基础底板:
(1)在已建好的混凝土垫层上,用经纬仪测出十字定位控制线,并在垫层面上用墨线弹出控制线和埋件位置线。[0023] (2)在垫层上搭设钢管支架,钢管支架搭设完成后,在支架上设置定位轴线。
[0024] (3)将埋件搁置在钢管支架上,调整埋件位置,使埋件的定位轴线与钢管支架上定位轴线重合,使埋件边线与垫层面埋件位置线重合,
埋件支架搭设完成后不拆除,直接浇筑在基础混凝土中。
[0025] (4)埋件全部放置完后,复核埋件的平面位置及标高,复核合格后将各埋件焊接牢固。
[0026] (5)埋件安装完成后进行基础钢筋绑扎,绑扎完之后,复核埋件的平面位置及标
尚ο
[0027] (6)复核合格之后对基础埋件浇筑混凝土,浇筑完之后,复核埋件的平面位置及标
尚ο
[0028] c.安装操作外平台:
操作外平台采用工具式可拆卸构造,平台宽度优选为1200mm,平台与墙体外层紧密贴合。在地面将平台与单元钢板的外层进行拼装连接,待单元钢板吊装之后,再在平台转角处补充架设平台。
[0029] 平台标高优选位于每层水平焊缝下口约800mm。
[0030] 平台使用的结构为,在钢支架上铺钢板,例如在116#型钢支架上铺-4mm花纹钢板。
[0031] d.吊装单元钢板形成墙体:
(1)在准备安装的结构层的安装基础上用经纬仪测出定位轴线及标高控制线,并用墨线弹出,作为墙体的单元钢板的安装轴线控制依据,随后开始吊装单元钢板。
[0032] (2)吊装单元钢板就位前,根据标高控制线在标高误差处设置消除误差的垫块,使单元钢板的安装满足标高要求;随后将单元钢板吊至其就位位置上方后使其稳定,稳定后对准就位位置缓慢下落,下落过程中避免磕碰。
[0033] (3)吊装单元钢板时,为了减少吊装产生的变形,在单元钢板内加劲板上方设置2 个吊耳,吊耳优选直径为50mm,距离单元钢板的上端距离为50mm。吊装时采用两根等长的吊索绑扎起吊,吊钩直接钩在吊耳内,吊钩与吊耳间避免歪扭或卡死,吊索与水平线的夹角大于等于45°。
[0034] e.安装操作内平台:
保持单元钢板的吊装,在墙体内侧安装工具式操作平台,操作平台首先架设钢梁,然后在钢梁上铺设钢板,其中钢梁与墙体之间以及钢梁与钢梁之间设置连接接头。
[0035] 优选地,安装操作内平台与外平台设置于同一标高。
[0036] f.稳定墙体:
墙体的单元钢板及内平台钢梁基本就位后,利用可调式钢管斜支撑将单元钢板与内平台钢梁临时固定,确保单元钢板稳定后摘除吊钩。每个单元钢板用不少于两根可调式钢管斜支撑进行固定,斜支撑安装在单元钢板的内侧面,其与该层的水平面的夹角不小于60°。
[0037] g.校正墙体垂直度:
通过调整墙体的单元钢板的垂直度来调整墙体的垂直度。利用长靠尺对单元钢板的垂直度进行校正,确保单元钢板垂直度满足质量要求。在后面的施工过程中,每3个单元钢板的吊装高度用经纬仪进行一次垂直度校正。[0038] h.对墙体进行焊接:
(1)首先在各单元钢板的水平和竖向接缝处设置安装节点板,优选安装节点板的间距不大于500mm,优选节点板为-16mm的钢板。节点板与各单元钢板焊接连接,将两侧单元钢板临时固定成整体。
[0039] (2)对墙体的水平及竖向接缝进行焊接,为将焊接带来的变形影响控制到最低,优选的焊接顺序为先焊接竖向缝,后焊接水平缝;先焊接墙体内层的接缝,后焊接墙体外层的接缝。
[0040] 对水平缝的焊接可以在内、外操作平台上进行;对垂直缝的焊接可以使用护笼爬梯进行。
[0041] 为保证接缝的焊接环境,可以在水平缝及竖向缝的外侧包裹一层油布。
[0042] 焊接时,优选采用保护气焊。
[0043] i.在墙体内浇筑混凝土 :
在墙体的各单元钢板内浇筑混凝土,优选浇筑微膨胀自密实混凝土,采用高位抛落无振捣法浇筑。为防止焊接高温影响到混凝土的质量,优选每段单元钢板内的混凝土浇筑到离顶端500mm。
[0044] 上面结合附图与实施方式对本发明做了详细的说明,但本发明并不限于此。本技术领域的技术人员在所具备的知识范围内,在不违背本发明宗旨的基础上,可以做出各种变形与修改。

Claims (10)

1. 一种双钢板结构剪力墙,包含的构件有钢板、加劲板、连接钢筋、栓钉,其特征在于: 所述钢板通过焊接拼接成内层钢板和外层钢板,其相对侧通过焊接加劲板及连接钢筋连接在一起;内层钢板和外层钢板的相对侧还焊接有栓钉;在所述墙体内还浇筑有混凝土。
2.根据权利要求1所述的双钢板结构剪力墙,其特征在于:所述内层钢板及外层钢板上的焊缝与内层钢板、外层钢板与加劲板间的焊缝为加设有衬垫板的V型坡口焊缝。
3.根据权利要求2所述的双钢板结构剪力墙,其特征在于:所述衬垫板的尺寸为-30mmX5mm,长度为焊缝的长度。
4.根据权利要求1到3任一项所述的双钢板结构剪力墙,其特征在于:所述构件表面喷涂有水性无机富锌漆及环氧封闭漆。
5. 一种建造双钢板结构剪力墙的施工方法,包含如下步骤: a.按设计要求将同一层的墙体从横截面上分割为数个单元,随后加工单元钢板;b.在安装基础上预埋基础埋件,浇筑基础底板;c.在单元钢板的外层安装操作外平台;d.吊装同一层的数块单元钢板,使其就位形成墙体;e.保持单元钢板的吊装,在墙体内侧安装工具式操作平台;f.稳定墙体后松开吊装,然后校正墙体的垂直度;g.对已校正好的墙体的水平和竖向接缝进行焊接;h.检测焊缝合格后,对该层墙体浇筑混凝土。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤a的加工单元钢板包括如下步骤:(1)将数块钢板焊接拼接形成内层钢板及外层钢板;(2)按设计要求的位置及数量将栓钉焊接在内层及外层钢板的相对侧;(3)将加劲板、连接钢筋焊接在内层及外层钢板的相对侧,以将钢板连接成整体; 根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤b包括如下步骤:(1)在已建好的混凝土垫层上,设置定位控制线及埋件位置线;(2)在垫层上搭设钢管支架,钢管支架搭设完成后,在支架上设置定位轴线;(3)将埋件搁置在钢管支架上,调整埋件位置,使埋件的定位轴线与钢管支架上定位轴线重合,使埋件边线与垫层面埋件位置线重合,埋件支架搭设完成后不拆除,直接浇筑在基础混凝土中;(4)埋件全部放置完后,复核埋件的平面位置及标高,复核合格后将各埋件焊接牢固;(5)埋件安装完成后进行基础钢筋绑扎,绑扎完之后,复核埋件的平面位置及标高;(6)复核合格之后对基础埋件浇筑混凝土形成基础底板,浇筑完之后,随即复核埋件的平面位置及标高。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤d的吊装单元钢板包括如下步骤:(1)在安装墙体的基础底板上设置定位轴线及标高控制线,随后开始准备吊装单元钢板;(2)吊装单元钢板时,在单元钢板内加劲板上方设置2个吊耳,吊耳优选直径为50mm, 距离单元钢板的上端距离为50mm ;吊装时采用两根等长的吊索绑扎起吊,吊钩直接钩在吊耳内,吊索与水平线的夹角大于等于45°。
8. (3)吊装单元钢板就位前,根据标高控制线在标高误差处设置消除误差的垫块,使单元钢板的安装满足标高要求,随后将单元钢板吊至其就位位置上方后使其稳定,稳定后对准就位。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤g焊接接缝时,首先在各单元钢板的水平和竖向接缝处焊接连接节点板,将两侧单元钢板临时固定成整体后再进行焊接。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤g焊接的顺序为先焊接竖向缝,后焊接水平缝;先焊接内层钢板间的接缝,后焊接外层钢板间的接缝。
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