CN104612285A - 一种内藏桁架耗能剪力墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内藏桁架耗能剪力墙及其施工方法，包括剪力墙板，剪力墙板之间设有桁架，所述剪力墙板的四周均设有边缘框架，所述桁架与边缘框架固定连接，所述边缘框架包括上边缘框架梁、下边缘框架梁、左边缘框架柱、右边缘框架柱，所述上边缘框架梁上部和左边缘框架柱左侧预埋灌浆套筒，所述右边缘框架柱设有伸出其外的横向钢筋，所述下边缘框架梁设有伸出其外的竖向钢筋。本发明桁架内藏于钢筋砼剪力墙板内，对剪力墙板起到一定的加劲作用，比常规钢筋砼剪力墙抗震侧向刚度大，具有较好的耗能抗震作用。内藏桁架将剪力墙板分割为多个小墙肢，大震时，通过局部屈服消耗能量，增强了整体平面外稳定性，桁架调动剪力墙板整体发挥抗震作用。

Description

一种内藏桁架耗能剪力墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种内藏桁架耗能剪力墙及其施工方法。

背景技术

进入21世纪，建筑工业化是建筑业发展的必然趋势，住宅建筑逐渐向产业化模式的高层建筑结构方向发展。高层建筑对结构的抗震侧向刚度提出了更高的要求。常规的钢筋混凝土剪力墙中需要布置大量钢筋来抵抗地震剪力，但是配筋率达到一定程度后对提高剪力墙延性和承载力的作用已经很弱。因为砌块之间不能形成力学联系，装配式砌块剪力墙无法满足高层建筑对抗侧刚度的要求。因此，在推动产业化模式的基础上提高高层住宅抗震能力是目前住宅建筑业面临的一个难题，目前需要一种工厂制作简单、现场组装方便的剪力墙。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种内藏桁架耗能剪力墙，这种剪力墙抗震侧向刚度强于常规现浇钢筋砼剪力墙，工业化预制效率高，组装结构整体质量高。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种内藏桁架耗能剪力墙，包括剪力墙板，所述剪力墙板之间设有桁架，剪力墙板约束桁架面外变形，所述剪力墙板的四周均设有边缘框架，所述桁架与边缘框架固定连接，所述边缘框架包括上边缘框架梁、下边缘框架梁、左边缘框架柱、右边缘框架柱，所述上边缘框架梁上部和左边缘框架柱左侧预埋灌浆套筒，所述右边缘框架柱设有伸出其外的横向钢筋，所述下边缘框架梁设有伸出其外的竖向钢筋。

所述横向钢筋与左边缘框架柱的灌浆套筒长度相同，所述竖向钢筋与上边缘框架梁的灌浆套筒长度相同。

作为一优选实施例，所述左边缘框架柱和右边缘框架柱上端设有灌浆套筒，下端设有伸出其外的竖向钢筋。

所述剪力墙板内设有钢筋，剪力墙板之间通过对拉螺栓连接，对拉螺栓避开桁架。根据桁架所需的面外抗侧刚度确定配筋和混凝土厚度。

作为一优选实施例，所述桁架为型钢桁架。

作为一优选实施例，所述桁架为钢筋砼桁架。

所述型钢桁架为角钢或H型钢或槽钢。在小震作用时，通过型钢桁架压弯承担外荷载；在大震作用时，型钢桁架两侧剪力墙板约束型钢桁架面外变形。

所述钢筋砼桁架的截面为矩形或H形或Ⅱ形。在小震作用时，通过钢筋砼桁架压弯承担外荷载；在大震作用时，钢筋砼桁架两侧剪力墙板约束桁架面外变形。

所述桁架的布置形式为井字形或K字形或W字形或人字形。

所述桁架和剪力墙板之间设有填充材料或间隙。

所述间隙的尺寸小于1mm，以满足剪力墙板仍能有约束内藏桁架的低阶屈曲。

所述型钢桁架端部与预埋在边缘框架对应位置的预埋钢板焊接在一起。

所述钢筋砼桁架的端部预设钢板，钢板与预埋在边缘框架对应位置的预埋钢板焊接在一起。

所述边缘框架为钢筋砼结构。

所述灌浆套筒将两剪力墙的横向钢筋或竖向钢筋连接。

一种内藏桁架耗能剪力墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：将剪力墙预制好后运输到现场进行组装；先进行竖向剪力墙的组装：组装时，由下而上进行组装，将上方剪力墙下边缘框架梁底部预留搭接钢筋连接下方剪力墙上边缘框架梁顶部预埋的灌浆套筒；

步骤2：竖向剪力墙的组装完成之后进行左右剪力墙的组装；组装时将剪力墙右边缘框架柱右侧的搭接钢筋与相邻剪力墙的左边缘框架柱左侧的灌浆套筒连接；

步骤3：重复步骤1和步骤2，组装其余的剪力墙。

所述步骤1的具体步骤为：

组装时，先固定好下层剪力墙，然后吊运新的剪力墙，将新剪力墙吊到已固定好的剪力墙上方，新剪力墙下边缘框架梁底部预留搭接钢筋对齐下层剪力墙上边缘框架梁顶部预埋灌浆套筒，徐徐下放就位，在新剪力墙下端放置垫片，从而上下墙之间形成空隙，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆。

所述步骤2的具体步骤为：

将剪力墙吊运到与固定剪力墙横向一条直线，新剪力墙左边缘框架柱左侧灌浆套筒对齐要对接的剪力墙右边缘框架柱右侧搭接钢筋，徐徐就位；在左右剪力墙空隙之间安放垫片，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆，浆液填充灌浆套筒、两个剪力墙边缘框架柱之间空隙。

所述步骤1中竖向预制剪力墙的组装完成之后，上方剪力墙的竖向钢筋位于下方剪力墙上边缘框架梁上侧的灌浆套筒内部。

所述步骤2中左右预制剪力墙的组装完成之后，剪力墙横向钢筋位于相邻的剪力墙左边缘框架柱左侧的灌浆套筒内部。

本发明的有益效果为：

(1)本发明桁架内藏于钢筋砼剪力墙板内，对剪力墙板起到一定的加劲作用，比常规钢筋砼剪力墙抗震侧向刚度大，具有较好的耗能抗震作用。

(2)内藏桁架将剪力墙板分割为多个小墙肢，大震时，通过局部屈服消耗能量，增强了整体平面外稳定性，桁架调动剪力墙板整体发挥抗震作用。

(3)边缘框架、两侧钢筋砼剪力墙板、桁架均为工厂预制，现场组装，制作尺寸标准化、精确化，利于产业化模式推广。

附图说明

图1为本发明内藏桁架耗能剪力墙的立体结构示意图；

图2为本发明内藏桁架耗能剪力墙的平面示意图；

图3为图2的纵向剖视图；

图4为图2的横向剖视图(剪力墙板和对拉螺栓未显示)；

图5为图1的平面示意图(一侧剪力墙板未显示)；

图6为X型型钢桁架示意图；

图7为X型钢筋砼桁架示意图；

图中，11-上边缘框架梁；12-下边缘框架梁；13-左边缘框架柱；14-右边缘框架柱；15-灌浆套筒；16-搭接钢筋；17-灌浆套筒；18-搭接钢筋；19-剪力墙板；110-型钢桁架；111-对拉螺栓孔；112-边缘框架预埋钢板；113-对拉螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图5所示，内藏桁架耗能剪力墙主要由内藏桁架、设置在桁架两侧并约束桁架面外变形的钢筋混凝土板(即剪力墙板19)，与内藏桁架相连的边缘框架组成；桁架端部通过与边缘框架预埋钢板112焊接；边缘框架由左边缘框架柱13、上边缘框架梁11、右边缘框架柱14和下边缘框架梁12共同组成；通过改变桁架布置型式，可以设计不同的剪力墙刚度和强度，进而实现不同的屈服荷载及其对应的屈服位移，实现参数可控的设计。剪力墙板19内设有钢筋，两侧剪力墙板19上设有对拉螺栓孔111，剪力墙板19之间通过对拉螺栓113连接，对拉螺栓113避开桁架；剪力墙板19根据桁架所需的面外抗侧刚度确定配筋和混凝土厚度。

为防止内藏桁架与剪力墙板19之间的局部摩擦导致板过早开裂，在桁架与两侧剪力墙板19之间可以设置填充材料或一定的间隙，在大震作用下间隙大小满足剪力墙板19仍能有约束内藏桁架的低阶屈曲，间隙小于1mm。

边缘框架为钢筋砼结构；上边缘框架梁11顶部预埋灌浆套筒15，底部预埋与桁架焊接的边缘框架预埋钢板112；下边缘框架梁12顶部预埋与桁架焊接的边缘框架预埋钢板112，底部预留搭接钢筋16，搭接钢筋16露出下边缘框架梁12长度与上边缘框架梁11预留灌浆套筒15长度相同；左边缘框架柱13左侧预埋灌浆套筒17，右侧预埋与桁架焊接的边缘框架预埋钢板112，左边缘框架柱13上端设有灌浆套筒，下端设有伸出其外的竖向钢筋；右边缘框架柱14左侧预埋与桁架焊接的边缘框架预埋钢板112，右侧预留搭接钢筋18，搭接钢筋18长度与左边缘框架柱13左侧预埋灌浆套筒17长度相同，右边缘框架柱14上端设有灌浆套筒，下端设有伸出其外的竖向钢筋。

如图6-图7所示，内藏桁架分为型钢桁架110和钢筋砼桁架两种，桁架端部与边缘框架刚性连接；型钢桁架110通过与预埋在边缘框架设计位置的预埋钢板焊接；钢筋砼桁架端部预先设计钢板，与边缘框架设计位置的预埋钢板焊接。

对于内藏型钢桁架的耗能剪力墙，型钢桁架110可以为角钢、H型钢、槽钢，布置型式可以为井字型、K型、W型、人字型等；在小震作用时，通过型钢桁架110压弯承担外荷载；在大震作用时，两侧钢筋砼板约束型钢桁架面外变形，通过考虑型钢桁架压弯变形，确定其屈服荷载和屈服位移，进而确定型钢型号和布置型式。

对于内藏钢筋砼桁架的耗能剪力墙，桁架截面可以为矩形、H形、Ⅱ形等，布置型式可以为井字型、K型、W型、人字型等；在小震作用时，通过钢筋砼桁架压弯承担外荷载；在大震作用时，两侧钢筋砼板约束桁架面外变形，通过考虑桁架压弯变形，确定其屈服荷载和屈服位移，进而确定桁架截面形式、布置型式及配筋率。

内藏桁架耗能剪力墙的组装工艺通过以下步骤实现：

步骤一：内藏桁架剪力墙在工厂内预制好后运输到现场进行组装；先进行竖向组装；组装时，先固定好下层剪力墙，然后吊运新的剪力墙，将新剪力墙吊到已固定好的墙上方，新剪力墙下边缘框架梁底部预留搭接钢筋对齐下部剪力墙上边缘框架梁顶部预埋灌浆套筒，徐徐下放就位，在新剪力墙下端放置垫片，从而上下墙之间形成空隙，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆；

步骤二：竖向剪力墙安装后进行左右墙的组装；将新墙吊运到与固定墙横向一条直线，新剪力墙左边缘框架柱左侧灌浆套筒对齐要对接的剪力墙右边缘框架柱右侧搭接钢筋，徐徐就位；在左右剪力墙空隙之间安放垫片，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆，浆液填充灌浆套筒、两个剪力墙边缘框架柱之间空隙；

步骤三：重复步骤(一)和(二)，组装其余剪力墙。

竖向预制剪力墙的组装完成之后，上方剪力墙的竖向钢筋位于下方剪力墙上边缘框架梁上侧的灌浆套筒内部。左右预制剪力墙的组装完成之后，剪力墙横向钢筋位于相邻的剪力墙左边缘框架柱左侧的灌浆套筒内部。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，包括剪力墙板，所述剪力墙板之间设有桁架，所述剪力墙板的四周均设有边缘框架，所述桁架与边缘框架固定连接，所述边缘框架包括上边缘框架梁、下边缘框架梁、左边缘框架柱、右边缘框架柱，所述上边缘框架梁上部和左边缘框架柱左侧预埋灌浆套筒，所述右边缘框架柱设有伸出其外的横向钢筋，所述下边缘框架梁设有伸出其外的竖向钢筋。

2.如权利要求1所述的内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，所述横向钢筋与左边缘框架柱的灌浆套筒长度相同，所述竖向钢筋与上边缘框架梁的灌浆套筒长度相同；所述灌浆套筒将两剪力墙板的横向钢筋或竖向钢筋连接。

3.如权利要求1所述的内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，所述剪力墙板内设有钢筋，剪力墙板之间通过对拉螺栓连接；所述左边缘框架柱和右边缘框架柱上端设有灌浆套筒，下端设有伸出其外的竖向钢筋。

4.如权利要求1所述的内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，所述桁架为型钢桁架或钢筋砼桁架；所述型钢桁架为角钢或H型钢或槽钢；所述钢筋砼桁架的截面为矩形或H形或Ⅱ形。

5.如权利要求1所述的内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，所述桁架的布置形式为井字形或K字形或W字形或人字形。

6.如权利要求4所述的内藏桁架耗能剪力墙，其特征是，所述型钢桁架端部与预埋在边缘框架对应位置的预埋钢板焊接在一起；所述钢筋砼桁架的端部预设钢板，钢板与预埋在边缘框架对应位置的预埋钢板焊接在一起。

7.一种内藏桁架耗能剪力墙的施工方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：将剪力墙预制好后运输到现场进行组装；先进行竖向剪力墙的组装：组装时，由下而上进行组装，将上方剪力墙下边缘框架梁底部预留搭接钢筋连接下方剪力墙上边缘框架梁顶部预埋的灌浆套筒；

步骤2：竖向剪力墙的组装完成之后进行左右剪力墙的组装；组装时将剪力墙右边缘框架柱右侧的搭接钢筋与相邻剪力墙的左边缘框架柱左侧的灌浆套筒连接；

步骤3：重复步骤1和步骤2，组装其余的剪力墙。

8.如权利要求7所述的内藏桁架耗能剪力墙的施工方法，其特征是，所述步骤1的具体步骤为：

组装时，先固定好下层剪力墙，然后吊运新的剪力墙，将新剪力墙吊到已固定好的剪力墙上方，新剪力墙下边缘框架梁底部预留搭接钢筋对齐下部剪力墙上边缘框架梁顶部预埋灌浆套筒，徐徐下放就位，在新剪力墙下端放置垫片，从而上下墙之间形成空隙，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆。

9.如权利要求7所述的内藏桁架耗能剪力墙的施工方法，其特征是，所述步骤2的具体步骤为：

将剪力墙吊运到与固定剪力墙板横向一条直线，新剪力墙左边缘框架柱左侧灌浆套筒对齐要对接的剪力墙右边缘框架柱右侧搭接钢筋，徐徐就位；在左右剪力墙空隙之间安放垫片，将墙体用斜支撑固定，通过空隙注浆，浆液填充灌浆套筒、两个剪力墙边缘框架柱之间空隙。

10.如权利要求7所述的内藏桁架耗能剪力墙的施工方法，其特征是，所述步骤1中竖向预制剪力墙的组装完成之后，上方剪力墙的竖向钢筋位于下方剪力墙上边缘框架梁上侧的灌浆套筒内部；所述步骤2中左右预制剪力墙的组装完成之后，剪力墙横向钢筋位于相邻的剪力墙左边缘框架柱左侧的灌浆套筒内部。