CN104775546A - 一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其用于土木工程，其中，所述剪力墙包括相互混合的至少一组钢板和混凝土层，所述混凝土层填充于钢板之间及包裹于钢板外周，通过夹在混凝土层之中的钢板组合加固整体剪力墙的支撑，通过与钢板交错的混凝土层提高剪力墙的整体强度。本发明还提供了用于制造所述组合剪力墙的方法。

Description

一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙及其制造方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙及其制造方法。

背景技术

随着建筑事业的发展，建筑物高度日渐增加，作为建筑中的主要抗侧力构件的剪力墙，采用传统钢筋混凝土形式，不仅厚度会太大影响使用，而且经济性较差，安全性较低。

现有技术中，钢-混凝土组合剪力墙主要有型钢-混凝土组合剪力墙、钢板-混凝土组合剪力墙、钢管-混凝土组合剪力墙、钢支撑-混凝土组合剪力墙等。其中，钢板-混凝土组合剪力墙应用较为广泛。常见的钢板-混凝土组合剪力墙又可以分为两种形式：一种是外包钢板-混凝土组合剪力墙，其两侧为钢板内部为混凝土结构；外包钢板-混凝土组合剪力墙的钢板可以对内部混凝土提供较好约束，使混凝土成为约束混凝土，进而提高其延性、寿命和承载力。但由于外侧钢板没有混凝土约束，钢板容易发生局部失稳而破坏。而且，外侧钢板需要另外涂刷防腐油漆和防火涂料，并进行日常维护，方可保证组合剪力墙的防腐性能和防火性能。

另一种是内藏钢板-混凝土组合剪力墙，其两侧为混凝土内部是钢板结构。内藏钢板-混凝土组合剪力墙中的混凝土由于缺少钢板约束，混凝土延性并未得到明显提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种结构稳固、防腐防火性能佳、加工成型简单的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙结构及其制造方法。

本发明提供的一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其用于土木工程，其中，所述剪力墙包括相互混合的至少一组钢板和混凝土层，所述混凝土层填充于钢板之间及包裹于钢板外周，通过夹在混凝土层之中的钢板组合加固整体剪力墙的支撑，通过与钢板交错的混凝土层提高剪力墙的整体强度。

优选地，所述钢板之间贯穿有若干根平行分布的对拉螺杆，所述对拉螺杆将钢板固定到位并保持一定间距。

优选地，所述钢板的两侧设置有加强分布筋，其内嵌于钢板与混凝土之间，所述加强分布筋包括相互纵横交错绑扎的水平分布筋和竖向分布筋。

优选地，所述剪力墙进一步包括角钢卡件，其安装于对拉螺杆的末端，并将对拉螺杆扣接于加强分布筋上，使得对拉螺杆由钢板穿出，并与加强分布筋相互锁定。通过角钢卡件将对拉螺杆和加强分布筋紧密地固定在一起。

优选地，所述角钢卡件为直角弯折片，其一侧面与对拉螺杆相平行，另一侧面设有限位孔，所述对拉螺杆从角钢卡件的限位孔中穿出，并架设于加强分布筋上，通过角钢卡件将对拉螺杆的末端固定于加强分布筋上。

优选地，所述剪力墙进一步包括固定螺母，其装配于钢板与对拉螺杆交接处的一侧面或两侧面，以将钢板与对拉螺杆相互锁定，和/或装配于角钢卡件与加强分布筋交接处的一侧面或两侧面，以将角钢卡件和加强分布筋相互锁定。

优选地，所述钢板为两个，所述混凝土层包括中部混凝土层和外测混凝土层，其中，中部混凝土层填充于两钢板之间，外侧混凝土层位于钢板外侧。通过钢板提高中层混凝土层的承载力和延性，通过外侧混凝土层对钢板形成了防腐和防火的防护。

优选地，所述相邻剪力墙之间，相邻钢板通过焊接或螺栓相互拼接，相邻加强分布筋之间通过搭接或焊接相互组装。

本发明还提供了一种制造内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其包括：

步骤1)按设定尺寸切割钢板、对拉螺杆和钢筋；

步骤2)将钢板按设定间距固定到位，若干根对拉螺杆横向贯穿固定两钢板之间，使得钢板各区域之间保持等间距，加强整个剪力墙的强度；

步骤3)制作加强分布筋，其安装于两钢板的外部，所述加强筋包括相互纵横交错的绑扎的水平分布筋和竖向分布筋，通过角钢卡件将对拉螺杆安装于加强筋上，成型剪力墙单体框架；

步骤4)组装剪力墙框架，将剪力墙单体框架吊装起来，所述相邻剪力墙单体框架之间，相邻钢板通过焊接或螺栓相互拼接，相邻加强分布筋之间通过搭接或焊接相互组装，从而将两剪力墙单体框架吊装到位，并组合拼接在一起形成剪力墙框架；

步骤5)在剪力墙框架中浇筑混凝土，在钢板之间形成成型中部混凝土层，在钢板外侧成型外侧混凝土层，成型组合剪力墙。

与现有技术相比，本发明内嵌钢板的混凝土组合剪力墙结构，在双钢板内侧夹有混凝土，双钢板外侧也包裹混凝土，一方面利用钢板对中部混凝土提供约束提高其承载力和延性，另一方面利用内外侧混凝土对钢板提供约束防止其屈曲，同时外侧混凝土也可对钢板形成防腐和防火保护。另外，通过贯穿两钢板中部的对拉螺杆将钢板拉紧并使其保持等间距，提高了整体剪力墙的强度和延性；通过双钢板、外侧混凝土层和对拉螺杆对中部混凝土层形成三向约束，提高中部混凝土层的承载力和延性，外侧混凝土层、中部混凝土层、对拉螺杆对双钢板形成了平面外约束，阻止了钢板的失稳破坏，外侧混凝土层对钢板形成了防腐和防火的防护。通过固定螺母将对拉螺杆、角钢卡件以机械的方式与钢板和加强分布筋相连接，省去了工程制造中的大量焊接工序，大大节约了建造的时间。可在工厂中生产出剪力墙单体，运输至施工现场，将剪力墙单体框架吊装至合适位置，仅需要将各组剪力墙单体的钢板和钢筋相互拼接在一起，即可快速地实现剪力墙框体的建筑，最后，在钢板外侧浇筑混凝土形成外侧混凝土层。这种建筑成型方式，突破了传统建筑领域的局限，不仅结构稳固可靠性高，更重要的是，大大减少了现场焊接、绑扎钢筋的工作量，显著挺高了加工的效率，也降低了高空作业的风险。

附图说明

图1是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙的结构示意图；

图2是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙的水平剖面示意图；

图3是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙的竖向剖面示意图；

图4是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙中对拉螺杆端部放大示意图；

图5是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙中的不同楼层的双钢板焊接连接图；

图6是本发明一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙中的不同楼层的双钢板螺栓连接图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

参照图1-6所示，在建筑行业中，为了实现剪力墙的快速成型并组合安装，解决建筑物建造的工序繁琐，耗时长的问题，本发明提供的一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其用于土木工程，其中，所述剪力墙包括相互混合的至少一组钢板1和混凝土层2，所述混凝土层2填充于钢板1之间及包裹于钢板1外周，通过夹在混凝土层2之中的钢板1组合加固整体剪力墙的支撑，通过与钢板交错的混凝土层2提高剪力墙的整体强度。在剪力墙中，钢板1和混凝土层2交错混合，使得整体剪力墙具有一定的厚度和强度。

其中，为了加强钢板1的强度，所述钢板1的两侧设置有加强分布筋3，其内嵌于钢板1与混凝土层2之间。所述加强分布筋3包括相互纵横交错绑扎的水平分布筋和竖向分布筋，水平分布筋由若干条横向相互平行排布的钢筋条30组成，竖向分布筋由若干条纵向相互平行排布的钢筋条组成，各条水平分布筋和竖向分布筋相互交错，并相互绑扎固定在一起，组成网状加强分布筋结构，提高整体剪力墙的强度。

优选地，所述剪力墙还进一步包括若干根对拉螺杆4，其贯穿于两钢板1之间，所述对拉螺杆4将钢板1拉伸加固并保持一定间距。所述两个钢板1上分别采用螺栓钻开凿出若干个相对开设的定位孔，所述对拉螺杆4分别相互平行地通过定位孔穿过，各条对拉螺杆4之间等间距排布，以将钢板1拉紧，使得两钢板1之间保持等间距，确保剪力墙整体保持一致的宽度。

其中，结合参照图4所示，所述剪力墙进一步包括角钢卡件5，其安装于对拉螺杆4的末端，并将对拉螺杆4扣接于加强分布筋3上，使得对拉螺杆4由钢板1的定位孔中穿出，并与加强分布筋3相互锁定。所述角钢卡件5为直角弯折片，其第一侧面50与对拉螺杆4相平行，第二侧面51与第一侧面50相垂直，第二侧面51上穿设有限位孔，通过第一侧面50和第二侧面51之间的弯折夹角夹持加强分布筋3的钢筋条30。所述对拉螺杆4从角钢卡件5的限位孔中穿出，并架设于加强分布筋3上，通过角钢卡件5将对拉螺杆4的末端固定于加强分布筋3上。当对拉螺杆4、加强分布筋3、角钢卡件5和钢板1相互拼装在一起时，所述对拉螺杆4依次贯穿两钢板1的定位孔和角钢卡件5的限位孔，加强分布筋3的钢筋条30卡制于角钢卡件5的弯折夹角中，并与由钢板1中穿出的对拉螺杆4相抵，使得钢筋条30可更稳固地限位于角钢卡件5与对拉螺杆4之间。

为了使得各组件之间的组装更为稳固，增设有固定螺母6，其中一组用于锁定钢板1和对拉螺杆4，其装配于钢板1与对拉螺杆4交接处的一侧面或两侧面，以将钢板1与对拉螺杆4相互锁定，另一组用于锁定角钢卡件5和对拉螺杆4，其装配于角钢卡件5与加强分布筋3交接处的一侧面或两侧面，以将角钢卡件5和加强分布筋3相互锁定。通过多组固定螺母6将对拉螺杆4更稳固地与钢板1和加强分布筋3组装在一起，构成结构稳固的剪力墙框体结构。

其中，所述钢板1优选为两块，所述混凝土层2包括中部混凝土层20和外测混凝土层22，其中，中部混凝土层20填充于两钢板1之间，外侧混凝土层22浇筑于钢板1的外侧，并将钢板1和加强分布筋3包裹。双层混凝土层增加了整体剪力墙的厚度，也将钢板1和加强分布筋3组合而成的支撑结构浇筑封装，防止钢筋外露，从而增加整体剪力墙的强度和硬度，对钢板形成了防腐和防火的防护。

在工程建造时，可将多组成型的剪力墙相互拼接而组合而成建筑的墙面结构。相互拼接时，所述相邻剪力墙之间，相邻钢板1通过螺栓相互对接或焊接等机械方式相互组装，相邻加强分布筋3通过搭接或焊接的方式连接而成。

以下进一步介绍制造所述内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其包括：

步骤1)在工厂进行预加工，按设定尺寸切割钢板、对拉螺杆和钢筋，并采用螺栓钻在钢板上进行钻设定位孔，在角钢卡件的中部钻设限位孔，在对拉螺杆的端部加工出与固定螺母相匹配的螺纹，使得固定螺母可套入对拉螺杆的端部；

步骤2)将钢板按设定间距固定到位，若干根对拉螺杆横向贯穿钢板的定位孔而固定两钢板之间，使得钢板各区域之间保持等间距，加强整个剪力墙的强度，通过固定螺母将对拉螺杆锁定于钢板上，对拉螺杆的端部从钢板中向外伸出，以装配加强分布筋和角钢卡件；

步骤3)制作加强分布筋，其安装于两钢板的外部，所述加强筋包括相互纵横交错的绑扎的水平分布筋和竖向分布筋，水平分布筋由若干条钢筋横向平行排布而成，竖向分布筋由若干条钢筋纵向平行排布而成，横向和纵向的钢筋相互交错绑扎而成网状的加强分布筋结构，然后，通过角钢卡件将对拉螺杆安装于加强筋上，对拉螺杆穿过角钢卡件的限位孔，并通过固定螺母将对拉螺杆锁定于角钢卡件上，从而将对拉螺杆贯穿并固定于钢板上；

步骤4)组装剪力墙框架，将剪力墙单体框架吊装起来，所述相邻剪力墙单体框架之间，相邻钢板通过焊接或螺栓相互拼接，相邻加强分布筋之间通过搭接或焊接相互组装，从而将两剪力墙单体框架吊装到位，并组合拼接在一起形成剪力墙框架；

步骤5)在剪力墙框架中浇筑混凝土，在钢板之间形成成型中部混凝土层，在钢板外侧成型外侧混凝土层，成型组合剪力墙。

优选地，在步骤5)中，进一步包括以下步骤：

步骤51)在钢板之间浇筑混凝土，成型中部混凝土层；

步骤52)在剪力墙框架两侧封闭模板，在钢板外侧浇捣混凝土，形成外侧混凝土层，其将钢板和加强分布筋封装，成型组合剪力墙。

本发明内嵌钢板的混凝土组合剪力墙结构，在双钢板内侧夹有混凝土，双钢板外侧也包裹混凝土，一方面利用钢板对中部混凝土提供约束提高其承载力和延性，另一方面利用内外侧混凝土对钢板提供约束防止其屈曲，同时外侧混凝土也可对钢板形成防腐和防火保护。另外，通过贯穿两钢板中部的对拉螺杆将钢板拉紧并使其保持等间距，提高了整体剪力墙的强度和延性；通过双钢板、外侧混凝土层和对拉拉杆对中部混凝土层形成三向约束，提高中部混凝土层的承载力和延性，外侧混凝土层、中部混凝土层、对拉螺杆对双钢板形成了平面外约束，阻止了钢板的失稳破坏，外侧混凝土层对钢板形成了防腐和防火的防护。通过固定螺母将对拉螺杆、角钢卡件以机械的方式与钢板和加强分布筋相连接，省去了工程制造中的大量焊接工序，大大节约了建造的时间。可在工厂中生产出剪力墙单体，运输至施工现场，将剪力墙单体吊装至合适位置，仅需要将各组剪力墙单体的钢板、钢筋和中部混凝土层相互拼接在一起，即可快速地实现建筑剪力墙的建筑，最后，在钢板外侧浇筑混凝土形成外侧混凝土层。这种建筑成型方式，突破了传统建筑领域的局限，不仅结构稳固可靠性高，更重要的是，大大减少了现场焊接、绑扎钢筋的工作量，显著挺高了加工的效率，也降低了高空作业的风险。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其用于土木工程，其特征在于：所述剪力墙包括相互混合的至少一组钢板和混凝土层，所述混凝土层填充于钢板之间及包裹于钢板外周，通过夹在混凝土层之中的钢板组合加固整体剪力墙的支撑，通过与钢板交错的混凝土层提高剪力墙的整体强度。

2.根据权利要求1所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢板之间贯穿有若干根平行分布的对拉螺杆，所述对拉螺杆将钢板固定到位并保持一定间距。

3.根据权利要求2所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢板的两侧设置有加强分布筋，其内嵌于混凝土中。

4.根据权利要求3所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述加强分布筋包括相互纵横交错绑扎的水平分布筋和竖向分布筋。

5.根据权利要求3所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙进一步包括角钢卡件，其安装于对拉螺杆的末端，并将对拉螺杆扣接于加强分布筋上，使得对拉螺杆由钢板穿出，并与加强分布筋相互锁定。

6.根据权利要求5所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述角钢卡件为直角弯折片，其一侧面与对拉螺杆相平行，另一侧面设有限位孔，所述对拉螺杆从角钢卡件的限位孔中穿出，并架设于加强分布筋上，通过角钢卡件将对拉螺杆的末端固定于加强分布筋上。

7.根据权利要求5所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙进一步包括固定螺母，其装配于钢板与对拉螺杆交接处的一侧面或两侧面，以将钢板与对拉螺杆相互锁定，和/或装配于角钢卡件与加强分布筋交接处的一侧面或两侧面，以将角钢卡件和加强分布筋相互锁定。

8.根据权利要求1所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢板为两个，所述混凝土层包括中部混凝土层和外测混凝土层，其中，中部混凝土层填充于两钢板之间，外侧混凝土层位于钢板外侧。

9.根据权利要求8所述的内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述相邻剪力墙之间，相邻钢板通过焊接或螺栓相互拼接，相邻加强分布筋之间通过搭接或焊接相互组装。

10.一种制造内嵌钢板的混凝土组合剪力墙，其特征在于：

步骤1)按设定尺寸切割钢板、对拉螺杆和钢筋；

步骤2)将钢板按设定间距固定到位，若干根对拉螺杆横向贯穿固定两钢板之间，使得钢板各区域之间保持等间距，加强整个剪力墙的强度；

步骤3)制作加强分布筋，其安装于两钢板的外部，所述加强筋包括相互纵横交错的绑扎的水平分布筋和竖向分布筋，通过角钢卡件将对拉螺杆安装于加强筋上，成型剪力墙单体框架；

步骤4)组装剪力墙框架，将剪力墙单体框架吊装起来，所述相邻剪力墙单体框架之间，相邻钢板通过焊接或螺栓相互拼接，相邻加强分布筋之间通过搭接或焊接相互组装，从而将两剪力墙单体框架吊装到位，并组合拼接在一起形成剪力墙框架；

步骤5)在剪力墙框架中浇筑混凝土，在钢板之间形成成型中部混凝土层，在钢板外侧成型外侧混凝土层，成型组合剪力墙。