CN103469933B - 双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙，包括竖向间隔设置的左钢管和右钢管，左、右钢管之间于各楼层层高位置分别连接有水平钢梁；左钢管和右钢管之间连接有竖向间隔设置的前钢板和后钢板；左、右钢管和水平钢梁形成剪力墙的骨架；上、下相邻的水平钢梁之间的前、后钢板之间固定连接有斜向交叉支撑，斜向交叉支撑与前、后钢板围成的空间内设有保温材料；左、右钢管内均浇筑有混凝土。本发明增强了剪力墙的抗侧刚度，抑制了钢板的平面外失稳，提高了钢板剪力墙墙板部分作为抗震第一道防线的抗剪承载力，延性以及耗能能力，保证了结构的整体稳定性，后期抗震性能较为稳定，并改善了剪力墙墙板的保温隔热效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是一种剪力墙。
背景技术
目前，高层建筑越来越多，特别是追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多。单一的混凝土剪力墙结构形式已不能满足抗震设计的需求，国内外学者和工程界多年来一直致力于钢－混凝土组合剪力墙的研究，并取得了较多的成果。然而，在大型复杂高层建筑抗震设计中，经常会遇到建筑限制剪力墙数量与厚度、底部大空间薄弱楼层剪力墙数量少等关键抗震设计技术问题，这对深化研发抗震性能更好的新型组合剪力墙提出了新的重大工程需求。
钢管混凝土边框剪力墙是钢－混凝土组合剪力墙的一种，已经应用在很多的高层建筑中。这种剪力墙钢管混凝土边框对混凝土墙板的约束增强；钢管混凝土柱具有更好的后期承载力。但是这种剪力墙中的钢筋混凝土墙板作为第一道防线延性较差，影响了整个剪力墙以至整个结构的抗侧力能力。
钢板剪力墙延性好，耗能能力强。钢板剪力墙是通过内填钢板的拉力带来消耗地震能量。因此增强钢板自身的侧向刚度，保证拉力带的充分发展是发挥钢板剪力墙优越性的重要条件，同时发展拉力带的重要前提是保证边框不失稳。现有的钢板剪力墙侧向刚度有限，难以保证钢板拉力带的充分发展。同时钢板剪力墙保温性能较差，不符合建筑节能的产业发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具良好地后期承载力和良好延性的双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙。
为实现上述目的，本发明的双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙，其特征在于：包括竖向间隔设置的左钢管和右钢管，左、右钢管内均浇筑有混凝土；左、右钢管之间于各楼层层高位置分别连接有水平钢梁，左、右钢管上与各水平钢梁相对应的位置均焊接有短钢梁，左、右钢管通过短钢梁与所述水平钢梁焊接或螺接在一起；左钢管和右钢管之间连接有竖向间隔设置的前钢板和后钢板，左、右钢管与水平钢梁于水平钢梁和钢管的拐角处固定连接有L形连接板，L形连接板与所述前、后钢板的外侧面端部固定连接；上、下相邻的水平钢梁之间的前、后钢板之间固定连接有斜向交叉支撑，斜向交叉支撑以焊接或螺接的方式固定连接在前、后钢板之间；斜向交叉支撑与前、后钢板围成的空间内设有保温材料；左、右钢管与水平钢梁相接的节点处的左、右钢管内皆固定连接有水平设置的内隔板，内隔板的中部设有灌浇孔。
所述水平钢梁和所述斜向交叉支撑均为H型钢。
所述左、右钢管的截面均呈矩形。
所述保温材料粘接在所述前、后钢板的内侧面上。
所述斜向交叉支撑呈网状布置。
本发明的目的还在于提供一种上述双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙的制作方法，该方法依次按以下步骤进行：1）在加工厂预制作为左、右钢管的矩形钢管、前钢板、后钢板、作为水平钢梁的H型钢以及作为斜向交叉支撑的H型钢，在所述左、右钢管与水平钢梁相接的节点处的左、右钢管内固定连接内隔板；将预制好的各部件运输至安装地点，将所述矩形钢管安装在预设位置并作为左钢管和右钢管；在左、右钢管外预设的各楼层层高位置分别预焊短钢梁；在左钢管壁、右钢管壁和水平钢梁上预焊L形连接板，L形连接板位于左、右钢管与水平钢梁相接拐角处；2）制作剪力墙墙板；本步骤中将前钢板和后钢板统称为钢板；将其中一个钢板和斜向交叉支撑进行焊接或螺栓连接，在斜向交叉支撑所分成的四个空腔内的钢板上涂抹胶粘剂，在钢板上粘贴保温材料，然后将另一钢板与斜向交叉支撑进行焊接或螺栓连接，形成剪力墙墙板；3）将左、右钢管上的短钢梁和水平钢梁进行焊接或螺栓连接；4）将剪力墙墙板与所述L形连接板进行焊接或螺栓连接；5）浇筑左钢管和右钢管内部的混凝土，成型后即完成制作过程。
本发明兼具钢管混凝土边框剪力墙和钢板剪力墙的优势。本发明设置了双层钢板，并在钢板之间设置斜向交叉支撑，因此增强了剪力墙的抗侧刚度，抑制了钢板的平面外失稳，有利于提高钢板剪力墙墙板部分作为抗震第一道防线的抗剪承载力，延性以及耗能能力。斜向交叉支撑与其上、下的水平钢梁、左右钢管混凝土柱形成的桁架结构是一个几何不变体系，保证了结构的整体稳定性，后期抗震性能较为稳定。同时，斜向交叉支撑内藏于两片钢板（前、后钢板）之间，利于建筑空间布置，钢板之间填充的保温材料具有保温、节能的效果，改善了剪力墙墙板的保温隔热效果，符合建筑节能的发展趋势。
附图说明
图1是实施例一中的双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙的一个结构单元的结构示意图；
图2是图1中A—A剖面示意图；
图3是图1中B—B剖面示意图；
图4是图1中内隔板的俯视结构示意图；
图5是图1中C处的放大图；
图6是实施例二中的双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙的一个结构单元的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图5所示，本实施例的双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙包括竖向间隔设置的左钢管1和右钢管2，左、右钢管1、2之间于各楼层层高位置分别连接有水平钢梁3；左钢管1和右钢管2之间连接有竖向间隔设置的前钢板5和后钢板4；左、右钢管1、2和所述水平钢梁3形成剪力墙的骨架。
上、下相邻的水平钢梁3之间的前、后钢板5、4之间以螺接或焊接的方式固定连接有斜向交叉支撑6，斜向交叉支撑6与前、后钢板5、4围成的空间内设有保温材料7。
所述左、右钢管1、2内均浇筑有混凝土8。浇筑有混凝土8的左、右钢管1、2作为本发明剪力墙的边框。所述水平钢梁3和所述斜向交叉支撑6均为H型钢。
所述左、右钢管1、2的截面均呈矩形。左、右钢管1、2采用矩形钢管有利于型钢构件之间的连接。
斜向交叉支撑6以焊接或螺接的方式固定连接在前、后钢板5、4之间。
所述左、右钢管1、2与水平钢梁3相接的节点处的左、右钢管1、2内皆固定连接有水平设置的内隔板9，从而增强梁柱节点的刚度。如图4所示，所述内隔板9的中部设有灌浇孔10，从而方便矩形钢管内混凝土的浇筑。
如图1至图5所示，所述左、右钢管1、2与水平钢梁3于水平钢梁3和钢管的拐角处以焊接或螺接的方式固定连接有L形连接板11，所述L形连接板11与所述前、后钢板5、4的外侧面端部以焊接或螺接的方式固定连接。
所述保温材料7粘接在所述前、后钢板5、4的内侧面上，弥补了以往钢板剪力墙墙板导热系数大，保温效果差的缺点。
如图1和图5所示，所述左、右钢管1、2上与各水平钢梁3相对应的位置均焊接有短钢梁12，左、右钢管1、2通过短钢梁12与所述水平钢梁3焊接或螺接在一起。
本实施例还公开了上述双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙的制作方法，该方法依次按以下步骤进行：
1）在加工厂预制作为左、右钢管1、2的矩形钢管、前钢板5、后钢板4、作为水平钢梁3的H型钢以及作为斜向交叉支撑6的H型钢，在所述左、右钢管1、2与水平钢梁3相接的节点处的左、右钢管1、2内固定连接内隔板9。
将预制好的各部件运输至安装地点，将所述矩形钢管安装在预设位置并作为左钢管1和右钢管2。
在左、右钢管1、2外预设的各楼层层高位置分别预焊短钢梁12；在左钢管1壁、右钢管2壁和水平钢梁3上预焊L形连接板11，L形连接板11位于左、右钢管1、2与水平钢梁3相接拐角处。
2）制作剪力墙墙板；本步骤中将前钢板5和后钢板4统称为钢板；将其中一个钢板和斜向交叉支撑6进行焊接或螺栓连接，在斜向交叉支撑6所分成的四个空腔内的钢板上涂抹胶粘剂，在钢板上粘贴保温材料7，然后将另一钢板与斜向交叉支撑6进行焊接或螺栓连接，形成剪力墙墙板。
3）将左、右钢管1、2上的短钢梁12和水平钢梁3进行焊接或螺栓连接。
4）将剪力墙墙板与所述L形连接板11进行焊接或螺栓连接。
5）浇筑左钢管1和右钢管2内部的混凝土，成型后即完成制作过程。
实施例二
如图6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述斜向交叉支撑6呈网状布置。本实施例适用于剪力墙高宽比较小于1的情况。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙，其特征在于：包括竖向间隔设置的左钢管（1）和右钢管（2），左、右钢管（1）、（2）内均浇筑有混凝土（8）；左、右钢管（1）、（2）之间于各楼层层高位置分别连接有水平钢梁（3），左、右钢管（1）、（2）上与各水平钢梁（3）相对应的位置均焊接有短钢梁（12），左、右钢管（1）、（2）通过短钢梁（12）与所述水平钢梁（3）焊接或螺接在一起；左钢管（1）和右钢管（2）之间连接有竖向间隔设置的前钢板（5）和后钢板（4），左、右钢管（1）、（2）与水平钢梁（3）于水平钢梁（3）和钢管的拐角处固定连接有L形连接板（11），L形连接板（11）与所述前、后钢板（5）、（4）的外侧面端部固定连接；上、下相邻的水平钢梁（3）之间的前、后钢板（5）、（4）之间固定连接有斜向交叉支撑（6），斜向交叉支撑（6）以焊接或螺接的方式固定连接在前、后钢板（5）、（4）之间；斜向交叉支撑（6）与前、后钢板（5）、（4）围成四个空腔，斜向交叉支撑（6）与前、后钢板（5）、（4）围成的空间内设有保温材料（7）；左、右钢管（1）、（2）与水平钢梁（3）相接的节点处的左、右钢管（1）、（2）内皆固定连接有水平设置的内隔板（9），内隔板（9）的中部设有灌浇孔（10）；浇筑有混凝土（8）的左、右钢管（1）、（2）作为剪力墙的边框；
所述水平钢梁（3）和所述斜向交叉支撑（6）均为H型钢；
所述左、右钢管（1）、（2）的截面均呈矩形；
所述保温材料（7）通过胶粘剂粘贴在所述前、后钢板（5）、（4）的内侧面上。
2.权利要求1中所述双层钢板内藏支撑复合保温剪力墙的制作方法，其特征在于依次按以下步骤进行：
1）在加工厂预制作为左、右钢管（1）、（2）的矩形钢管、前钢板（5）、后钢板（4）、作为水平钢梁（3）的H型钢以及作为斜向交叉支撑（6）的H型钢，在所述左、右钢管（1）、（2）与水平钢梁（3）相接的节点处的左、右钢管（1）、（2）内固定连接内隔板（9）；
将预制好的各部件运输至安装地点，将所述矩形钢管安装在预设位置并作为左钢管（1）和右钢管（2）；在左、右钢管（1）、（2）外预设的各楼层层高位置分别预焊短钢梁（12）；在左钢管（1）壁、右钢管（2）壁和水平钢梁（3）上预焊L形连接板（11），L形连接板（11）位于左、右钢管（1）、（2）与水平钢梁（3）相接拐角处；
2）制作剪力墙墙板；本步骤中将前钢板（5）和后钢板（4）统称为钢板；将其中一个钢板和斜向交叉支撑（6）进行焊接或螺栓连接，在斜向交叉支撑（6）所分成的四个空腔内的钢板上涂抹胶粘剂，在钢板上粘贴保温材料（7），然后将另一钢板与斜向交叉支撑（6）进行焊接或螺栓连接，形成剪力墙墙板；
3）将左、右钢管（1）、（2）上的短钢梁（12）和水平钢梁（3）进行焊接或螺栓连接；
4）将剪力墙墙板与所述L形连接板（11）进行焊接或螺栓连接；
5）浇筑左钢管（1）和右钢管（2）内部的混凝土，成型后即完成制作过程。
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