CN103741840A

CN103741840A - 底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙

Info

Publication number: CN103741840A
Application number: CN201410017493.XA
Authority: CN
Inventors: 曹万林; 马恒; 乔崎云; 崔晓曦
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明涉及一种底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，由底部加强型钢管混凝土边框、双钢板剪力墙和暗支撑构成。本发明中钢管混凝土边框底部采用的是在钢管底部植入纵向钢筋并套以箍筋的加强方式，能减缓剪力墙抗侧力刚度的退化速度，施工方便。本发明的底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙相比现有剪力墙具有出师刚度大、承载力高、整体抗震性能好等有点，在墙体中布置的暗支撑使得剪力墙的延性和耗能能力得到改善，可以有效地消耗地震时输入结构的能量。

Description

底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙

技术领域

本发明涉及一种底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，应用于高层建筑，属于建筑工程领域。

高层建筑是近现代经济发展科技进步的产物，已越来越多的出现在人们的视野中。剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心组成部分，由于高层建筑需要有较高的侧向刚度，因此结构设计中，抗侧力的设计时关键。剪力墙作为主要的抗侧力构件，它在地震作用下的工作性能影响着整个建筑结构的安全性能。近年来，大型复杂高层建筑日益增多，对剪力墙及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。

钢板剪力墙可以提高钢筋混凝土框架的侧向刚度，有效降低框架的侧向位移，起到第一道防线的作用；随着钢板剪力墙的破坏，钢框架开始提供必要的侧向刚度，起到第二道防线的作用。钢-混凝土组合剪力墙将钢筋混凝土结构和钢结构组合起来，能够弥补各自的缺点，更好地发挥它们的优势，使结构拥有较大的承载力和刚度，具有更好的延性和耗能能力。由于高层建筑一般都需要有较大的抗侧刚度，因此剪力墙的设计必须要考虑抗侧力的设计，同时也应满足抗震设防的要求。钢板混凝土组合剪力墙是一种经济有效的新型抗侧力体系，既满足了抗侧刚度的要求，又满足了延性性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙及作法。保证钢板剪力墙在钢管混凝土边框底部加强的条件下，在墙体内部设置暗支撑，提高钢板剪力墙的受剪能力。

本发明采用了如下技术方案：

底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：包括底部加强型钢管混凝土边框1、墙体两侧的钢板2、暗支撑3。所述底部加强型钢管混凝土边框1是在其钢管柱底部植入纵向钢筋14并套以箍筋15，浇筑混凝土而成；所述钢板2布置在剪力墙墙体的两侧，两侧的钢板2打孔由栓钉9连接；所述暗支撑3是在两侧的钢板2内包的墙体中间设置一个由软钢板条带I10和软钢板条带II11交叉构成X字形的支撑，软钢板条带I10和软钢板条带II11的倾斜角度在45°与60°之间，在暗支撑3的两侧设置由水平布置的横向钢筋12和沿竖直方向布置的竖向钢筋13组成的分布钢筋网4，并用拉结筋7将两侧的分布钢筋网4拉结，最后在两侧的钢板2之间浇筑混凝土。

所述两侧的钢板2与底部加强型钢管混凝土边框1的连接是在底部加强型钢管混凝土边框1上焊接竖向钢板条8，两侧的钢板2再与竖向钢板条8焊接而成的。

所述的暗支撑3与底部加强型钢管混凝土边框1的连接是暗支撑3的上部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与上边框梁5的交接处，暗支撑3的下部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与基础梁6的交接处。

底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙的制作方法，该方法是按一下顺序进行的：

1）配置底部加强型钢管混凝土边框1的钢管，在钢管底部植入纵向钢筋14，用箍筋15将纵向箍筋14进行可靠绑扎，并在底部加强型钢管混凝土边框1上沿竖向焊接钢板条8；

2）配置暗支撑3，将其与底部加强型钢管混凝土边框1进行焊接；

3）布置分布钢筋网4；

4）布置两侧的钢板2，并将两侧的钢板2分别与底部加强型钢管混凝土边框1钢管上的竖向钢板条8焊接，在两侧的钢板2上打孔，用栓钉9将两侧的钢板2连接；

5）往底部加强型钢管混凝土边框1的钢管和两侧的钢板2内浇筑混凝土，形成底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙；

本发明植入于边框柱底部的纵向钢筋，能对钢管混凝土边框柱的核心混凝土起到约束作用，并提高边框柱底部的变形能力，从而使组合剪力墙在大震作用下保证边框柱具有足够的延性和耗能能力。此外，1）混凝土填充于两侧钢板之内，能始终对钢板起到约束作用，而两侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用，使得内填混凝土的变形能力得到提高；2）对于有横向拉结措施的双钢板组合剪力墙，钢板可对混凝土起到更强的约束作用，使得高强混凝土在超高层抗震剪力墙中应用成为可能；3）双钢板-混凝土组合剪力墙构造简单，钢结构运输安装方便，外侧钢板在施工阶段兼作混凝土模板，使现场施工工序得到简化；4）外侧钢板可有效避免混凝土裂缝外露；5）用两块钢板代替一块钢板，可有效避免超高层建筑中厚钢板的使用及其带来的一系列不利影响。与双钢板剪力墙相比，该发明在双钢板内侧斜向贴焊软钢板条带作为暗支撑，有效提高了剪力墙的延性。其核心思想在于，提高剪力墙的受剪能力，防止剪力墙在出现斜向裂缝后承载力下降较快。与双钢板内藏暗支撑组合剪力墙相比，该发明在边框柱底部植入钢筋，提高边框柱脚在大震作用下的延性和耗能能力。其核心思想在于，防止组合剪力墙的边框柱过早出现屈曲和破坏。同时，两侧钢板及内填混凝土能有效防止软钢板屈曲，整体受力性能更好。从而实现了边框-钢板剪力墙-暗支撑整体框架受力体系。

附图说明

图1是本发明底部加强型钢管混凝土边框双钢板内焊软钢板组合剪力墙立面图；

图2是图1中1-1剖面示意图；

图3是图1中2-2剖面示意图；

图中：1-钢管混凝土边框；2-钢板；3-暗支撑；4-分布钢筋网；5-上边框梁；6-基础梁；7-拉结筋；8-竖向钢板条；9-栓钉；10-软钢板条带I；11-软钢板条带II；12-横向钢筋；13-竖向钢筋；14-纵向钢筋；15-箍筋。

具体实施方式

下面结合附图1～图3对本发明作进一步说明：

底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙如图1～图3。本实施例的底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，包括底部加强型钢管混凝土边框1、墙体两侧的钢板2、暗支撑3，底部加强型钢管混凝土边框1的钢管底部植入纵向钢筋14，用箍筋15将纵向钢筋14进行可靠绑扎，并在钢管内部浇灌混凝土；在底部加强型钢管混凝土边框1上焊接用以固定两侧的钢板2的竖向钢板条8；两侧的钢板2内包墙体的中间设有暗支撑3，暗支撑3为软钢板条带I10和软钢板条带II11交叉而成的X字形支撑，暗支撑3的上部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与上边框梁5的交接处，暗支撑3的下部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与基础梁6的交接处；暗支撑3的两侧设置分布钢筋网4，分布钢筋网4包括水平布置的横向钢筋12和竖直布置的竖向钢筋13，并用拉结筋7将两侧的分布钢筋网4拉结；两侧的钢板2之间用栓钉9连接，两侧的钢板2与底部加强型钢管混凝土边框1上的竖向钢板条8焊接，然后在两侧的钢板2之间浇筑混凝土形成墙体；将底部加强型钢管混凝土边框1、钢板2、暗支撑3、分布钢筋网4深入基础梁6；最后将底部加强型钢管混凝土边框1、钢板2、基础梁6的钢板内部浇捣混凝土成型，即构成底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙。

上述底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）配置底部加强型钢管混凝土边框1的钢管，在钢管的底部植入纵向钢筋14，用箍筋15将纵向钢筋14进行可靠绑扎，并在底部加强型钢管混凝土边框1上焊接用以固定两侧的钢板2的竖向钢板条8；

2）配置暗支撑3，暗支撑3为软钢板条带I10和软钢板条带II11交叉而成的X字形支撑，暗支撑3的上部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与上边框梁5的交接处，暗支撑3的下部焊接在底部加强型钢管混凝土边框1与基础梁6的交接处；

3）布置由沿水平方向布置的横向钢筋12和沿竖直方向布置的竖向钢筋13构成的分布钢筋网4，布置在暗支撑3的两侧，并将两侧的分布钢筋网4用拉结筋7拉结；

4）布置两侧的钢板2，并将两侧的钢板2与底部加强型钢管混凝土边框1上的竖向钢板条8焊接，在两侧的钢板2上打孔，用栓钉9将两侧的钢板2连接；

5）配置基础梁6，将底部加强型钢管混凝土边框1、两侧的钢板2和分布钢筋网4插入基础梁6内，并焊接在基础梁6底面的钢板上。浇筑基础梁6内部的混凝土，混凝土养护后，使基础梁6与底部加强型钢管混凝土边框1及其内部的纵向钢筋14、两侧的钢板2、分布钢筋网4中的竖向钢筋13底部实现刚性连接；

6）布置上边框梁5，与底部加强型钢管混凝土边框1、两侧的钢板2和分布钢筋网4中的竖向钢筋13进行可靠连接；

7）向底部加强型钢筋混凝土边框1、两侧的钢板2、上边框梁5和基础梁6内部浇筑混凝土，养护成型后即成底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙。

Claims

1.底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：其主要由底部加强型钢管混凝土边框（1）、墙体两侧的钢板（2）、暗支撑（3），两侧的钢板（2）内包钢筋混凝土而成，钢板（2）打孔由栓钉连接在内包的钢筋混凝土上；底部加强型钢管混凝土边框（1）由钢管混凝土边框在其柱底部植入纵向钢筋（14）并套以箍筋（15）；在底部加强型钢管混凝土边框（1）上焊接用以固定钢板（2）的竖向钢板条（8）；两侧的钢板（2）内包墙体的中间设有暗支撑（3），暗支撑（3）为钢板条带I（10）和钢板条带II（11）交叉而成的X字形支撑，所述暗支撑（3）上部焊接在底部加强型钢管混凝土边框（1）与上边框梁（5）的交接处，下部焊接在底部加强型钢管混凝土边框（1）与基础梁（6）的交接处；暗支撑（3）的两侧设置分布钢筋网（4），分布钢筋网（4）包括水平布置的横向钢筋（12）和竖直布置的竖向钢筋（13），并用拉结筋（7）将两侧的分布钢筋网（4）拉结；钢板（2）与底部加强型钢管混凝土边框（1）上的竖向钢板条（8）焊接，然后在钢板（2）之间浇筑混凝土形成墙体；将底部加强型钢管混凝土边框（1）、钢板（2）、暗支撑（3）、分布钢筋网（4）深入基础梁（6）；最后将底部加强型钢管混凝土边框（1）、钢板（2）、基础梁（6）的钢板内部浇捣混凝土成型，即构成底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙。

2.根据底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：暗支撑（3）的钢板条带I（10）和钢板条带II（11）的倾斜角度在45°与60°之间。

3.根据底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙，其特征在于：暗支撑（3）的钢板为含碳量小于0.25％（重量）的低碳钢钢板。

4.权利要求1所述的底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）配置底部加强型钢管混凝土边框（1）的钢管，在钢管的底部植入纵向钢筋（14），用箍筋（15）将纵向钢筋（14）进行可靠绑扎，并在底部加强型钢管混凝土边框（1）上焊接用以固定墙体两侧的钢板（2）的竖向钢板条（8）；

2）配置暗支撑（3），暗支撑（3）为钢板条带I（10）和钢板条带II（11）交叉而成的X字形支撑,上部焊接在底部加强型钢管混凝土边框（1）与上边框梁（5）的交接处，下部焊接在底部加强型钢管混凝土边框（1）与基础梁（6）的交接处；

3）在暗支撑（3）的两侧布置由沿水平方向布置的横向钢筋（12）和沿竖直方向布置的竖向钢筋（13）构成的分布钢筋网（4），并将两侧的分布钢筋网（4）用拉结筋（7）拉结；

4）在由步骤1），2），3）所形成的腔体的两侧布置钢板（2），并将两侧的钢板（2）与底部加强型钢管混凝土边框（1）上的竖向钢板条（8）焊接，在两侧的钢板（2）上打孔，用栓钉（9）将两侧的钢板（2）连接；

5）配置基础梁（6），将底部加强型钢管混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）和分布钢筋网（4）插入基础梁（6）内，并焊接在基础梁（6）底面的钢板上。浇筑基础梁（6）内部的混凝土，混凝土养护后，使基础梁（6）与底部加强型钢管混凝土边框（1）及其内部的纵向钢筋（14）、两侧的钢板（2）、分布钢筋网（4）中的竖向钢筋（13）底部实现刚性连接；

6）布置上边框梁（5），与底部加强型钢管混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）和分布钢筋网（4）中的竖向钢筋（13）进行可靠连接；

7）向底部加强型钢筋混凝土边框（1）、两侧的钢板（2）、上边框梁（5）和基础梁（6）内部浇筑混凝土，养护成型后即成底部加强型钢管混凝土边框双钢板内藏暗支撑组合剪力墙。