CN103883030A - 边框与内藏带十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法 - Google Patents

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曹万林
张思
董宏英
张力嘉
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Abstract

边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法，内藏十字肋钢板剪力墙包括钢管混凝土边框柱、预制混凝土板、高阻尼耗能材料、连接件、中间钢板、十字肋钢筋；钢管混凝土边框、中间钢板和十字肋钢筋焊接制作完毕，同时制作预制混凝土板；预制混凝土板和边框柱预留空隙，用高阻尼耗能材料将空隙填充饱满。形成的耗能条带边框在地震作用下首先消耗能量保护混凝土板、保证的剪力墙的整体性，延长混凝土板的破坏时间，提高抗震性能；十字肋钢筋的应用，使钢板分块耗能提高了整块钢板的抗屈曲能力；预制混凝土板在震后可以迅速更换，提高震后修复速度，使房屋尽快恢复使用功能，具有良好的社会效益，应用前景广阔。

Description

边框与内藏带十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法
技术领域
本发明涉及一种边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法，属于一种新型实用、抗震耗能性能良好且适用于高层结构技术应用领域。
背景技术
地震是严重危害人类的自然灾害之一，它具有突发性、区域性和破坏性等特点。近年来我国正处于地震多发期，仅2006年就发生了17次地震灾害，其中汶川地震，造成的经济损失就多达6451亿元，死伤人数达十余万。目前,由于城市用地日益紧张和社会需求日趋多样化,建筑物的高度和跨度不断增加,体型越来越复杂,结构抗震分析与设计难度不断增加。我国许多已建和在建的高层建筑位于强地震区,面临严重地震灾害威胁。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。
剪力墙是高层建筑结构中的核心抗侧力部件，研制抗震性能好的剪力墙是建筑抗震设计的关键技术之一,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。外包混凝土组合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。由钢结构和混凝土结构组合而成的混合结构由于发挥了两种材料各自的优势,目前已成为高层和超高层建筑的主要结构形式之一。随着高层建筑越来越多，新型剪力墙的抗震性能研究与应用越来越多，钢板剪力墙就是其中一种。
对钢板剪力墙的研究已经表明：钢板剪力墙具有较好的延性；分析了钢板外包混凝土组合剪力墙的抗震性能,表明其具有良好的抗震耗能能力；加设钢管混凝土边框可明显提高剪力墙的抗震承载力与延性。钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙是一种新型的钢板组合剪力墙,其特点在于将钢管混凝土抗压能力强、延性好等优势与钢板组合剪力墙抗侧移刚度大等优势进行了合理组合,抗震性能好,承载力大。
但是上述研究对钢板外包预制混凝土板研究较少，混凝土板容易受挤压破坏脱落，混凝土不能充分发挥其作用，而且不利于震后快速修复。因此研究混凝土板和钢管混凝土框架的连接方法，对充分发挥各个部件的作用，提高震后的修复速度有着重大意义，且具有重要的社会价值和经济效益。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有构造简单、施工迅速、抗震性能好、能够充分利用钢板的延性和预制混凝土板抗压性能等优点的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法。期解决钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙中混凝土板易压碎脱落导致钢板未充分耗能的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，该墙体包括钢管混凝土边框柱、预制混凝土板、高阻尼耗能材料、连接件、中间钢板、十字肋钢筋；钢管混凝土边框柱为普通钢管混凝土柱或者钢管再生混凝土柱；墙体由中间钢板和钢管混凝土边框柱焊接，中间钢板两侧面各焊接一根钢筋肋，钢筋肋交叉布置；钢板两侧外包预制混凝土板，预制混凝土板上预留十字肋钢筋的凹槽；预制混凝土板和中间钢板用连接件相连；预制混凝土板和钢管混凝土边框柱之间预留空间，用高阻尼耗能材料填充，即构成边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙。
所述钢管混凝土边框柱中混凝土为普通混凝土或再生混凝土。
所述中间钢板和钢管混凝土边框柱、中间钢板和侧面十字肋钢筋的连接方式均为两边角焊缝焊接。
所述预制混凝土板与钢管混凝土边框柱之间预留空隙，其水平宽度为30mm至60mm。
所述预制混凝土板预留与十字肋钢筋相应的凹槽，保证十字肋钢筋能嵌入预制混凝土板中。
与现有技术相比，本发明可以取得如下有益效果。
高阻尼耗能材料用来连接混凝土板和边框柱，直接和边框柱接触，与预制混凝土板和边框柱直接接触比，高阻尼耗能材料形成的消能条带边框可以在地震作用下首先受压，内层钢板与边框柱形成一个整体，防止预制混凝土板在地震初期受压破坏，十字肋钢筋的应用把钢板分成多块耗能，保证中间钢板不会很快发生屈曲，提高了剪力墙的抗震耗能能力；预制混凝土板的应用，节省了施工工期，有利于震后的快速修复，有重大的社会效益。
附图说明
图1为边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙示意图。
图2为A-A剖面图。
图3为B-B剖面图。
图中：1、钢管混凝土边框柱，2、预制混凝土板，3、高阻尼耗能材料，4、连接件，5、中间钢板，6十字肋钢筋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步说明。
如图1-3所示，边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙,该墙包括钢管混凝土边框柱1、预制混凝土板2、高阻尼耗能材料3、连接件4、中间钢板5、十字肋钢筋6；钢管混凝土柱1为普通钢管混凝土柱或者钢管再生混凝土柱；墙体由中间钢板5、十字肋钢筋6和钢管混凝土边框柱1焊接，钢板5两侧外包预制混凝土板2；预制混凝土板2和中间钢板5用连接件4相连；预制混凝土板2和钢管混凝土边框1之间预留空间，用高阻尼耗能材料3填充，即构成边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙。
所述中间钢板5、十字肋钢筋6和钢管混凝土边框柱1连接方式为两边角焊缝焊接。
所述预制混凝土板2与钢管混凝土边框柱1之间预留空隙，其水平宽度为30mm至60mm。
所述的预制混凝土板2与钢管混凝土边框柱1之间预留的空隙用高阻尼耗能材料3填充。
所述的高阻尼耗能材料3包括橡胶、树脂、塑料材料，外包密幕钢丝网，用强力胶将其粘在预留空隙间。
所述的中间钢板5与预制混凝土板2用栓钉连接件4连接。
所述各连接件4的距离宜小于600mm，大于400mm；且距离十字肋钢筋6和混凝土板边缘应大于100mm，小于300mm。
所述连接件4有两种方法实现，提前在钢板上焊接成型，预制混凝土板在相应位置打孔连接；或，装配预制混凝土板时和钢板打通孔，然后用连接件相连。
所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙及作法，制作顺序如下：
S1制作钢管混凝土边框1，同时准备预制混凝土板。
S2中间钢板、十字肋钢筋和钢管混凝土边框焊接成型。
S3预制混凝土板和中间钢板用连接件连接好，同时预留混凝土板与钢管混凝土边框之间的空隙。
S4用高阻尼耗能材料填充空隙，保证材料和墙体的良好接触与平整度。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (9)

1.边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：该墙包括钢管混凝土边框柱（1）、预制混凝土板（2）、高阻尼耗能材料（3）、连接件（4）、中间钢板（5）、十字肋钢筋（6）；钢管混凝土柱（1）为普通钢管混凝土柱或者钢管再生混凝土柱；墙体由中间钢板（5）、十字肋钢筋（6）和钢管混凝土边框柱（1）焊接，钢板（5）两侧外包预制混凝土板（2）；预制混凝土板（2）和中间钢板（5）用连接件（4）相连；预制混凝土板（2）和钢管混凝土边框（1）之间预留空间，用高阻尼耗能材料（3）填充，即构成边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙。
2.依权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其制作顺序的技术特征如下：
S1制作钢管混凝土边框（1），同时准备预制混凝土板；
S2中间钢板、十字肋钢筋和钢管混凝土边框焊接成型；
S3预制混凝土板和中间钢板用连接件连接好，同时预留混凝土板与钢管混凝土边框之间的空隙；
S4用高阻尼耗能材料填充空隙，保证材料和墙体的良好接触与平整度。
3.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述中间钢板（5）、十字肋钢筋（6）和钢管混凝土边框柱（1）连接方式为两边角焊缝焊接。
4.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述预制混凝土板（2）与钢管混凝土边框柱（1）之间预留空隙，其水平宽度为30mm至60mm。
5.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述的预制混凝土板（2）与钢管混凝土边框柱（1）之间预留的空隙用高阻尼耗能材料（3）填充。
6.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述的高阻尼耗能材料（3）包括橡胶、树脂、塑料材料，外包密幕钢丝网，用强力胶将其粘在预留空隙间。
7.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述的中间钢板（5）与预制混凝土板（2）用栓钉连接件（4）连接。
8.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述各连接件（4）的距离宜小于600mm，大于400mm；且距离十字肋钢筋（6）和混凝土板边缘应大于100mm，小于300mm。
9.根据权利要求1所述的边框与内藏十字肋钢板间嵌耗能条带剪力墙，其特征在于：所述连接件（4）有两种方法实现，提前在钢板上焊接成型，预制混凝土板在相应位置打孔连接；或，装配预制混凝土板时和钢板打通孔，然后用连接件相连。
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