CN105908856B - 预制配筋混凝土块t型肋防屈曲钢板抗震墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙。包括钢板墙、预制配筋混凝土块、T型肋、钢柱和钢梁，钢板墙置于由钢柱和钢梁形成的框架内，T型肋沿水平或竖直方向平行间隔均布地固定在钢板墙两侧墙面，T型肋翼缘与钢板墙平行，T型肋腹板与钢板墙垂直，T型肋腹板的端面与钢板墙焊接，在钢梁或者钢柱与钢板墙连接的边缘设有预留T型肋翼缘，T型肋翼缘、T型肋腹板、预留T型肋翼缘和钢板墙包围的空间内填充有预制配筋混凝土块。本发明在地震作用下承担水平力，能防止钢板墙的整体屈曲和局部屈曲，使得钢板墙只能发生屈服，提高了钢板墙的抗剪承载力、抗弯抗压承载力和大震耗能能力，构造简单，受力合理，施工方便，工业化程度高。

Description

预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙
技术领域
本发明涉及了一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，属于建筑结构工程技术领域，可以广泛适用于各类钢结构建筑的抗侧力体系之中。
背景技术
在高层建筑钢结构中，用于抵御风荷载、地震作用等水平力的抗侧力体系主要有混凝土剪力墙、钢支撑、钢板剪力墙等。
混凝土剪力墙和钢结构一起使用，属于混合结构，依靠混凝土剪力墙提供抗侧刚度并承受水平力，对结构侧移要求严格，钢结构抗侧延性好的优势无法发挥。
钢支撑有较好的抗侧力性能，但支撑与梁柱之间的连接节点构造复杂，用钢量大，且制作加工成本高，现场施工误差大。钢支撑地震作用下发生屈曲，承载力随侧移的增加而急剧退化，抗震性能不佳。
钢板剪力墙由于构件形式简单，连接节点容易实现、受力性能优良等，得到广泛的应用。
在抗震设计的第二阶段，希望钢板剪力墙有较好的塑性变形来消耗更多的地震能量。而钢板剪力墙纵横向尺度较大，钢板厚度相对很小，很容易发生失稳而使得抗弯和抗压承载力急剧下降，抗剪承载力则通过发展斜拉力场来得以一部分保留，但是斜拉力场对与之相连的柱子施加了很大的横向荷载，柱子本身有被拉弯及发生平面外弯扭屈曲的可能。
目前常用的克服钢板剪力墙失稳的方法有两种。第一种是在钢板剪力墙上设置加劲肋，有纵横两个方向的加劲肋，根据计算需要设置，将钢板剪力墙划分为小方格，降低宽厚比，提高屈曲承载力。第二种方法是在钢板剪力墙外侧固定混凝土板，利用混凝土板的刚度来约束钢板剪力墙，避免钢板剪力墙的屈曲。
第一种方法描述的加劲钢板剪力墙，加劲肋与钢板剪力墙焊接在一起，水平力作用下加劲肋和钢板剪力墙协同受力，协同变形。钢板剪力墙不能独自在面内自由的发展塑性变形。
第二种方法描述的混凝土约束钢板剪力墙，混凝土板和钢板之间为了很好的固定，需要在钢板剪力墙上开孔或焊接螺栓，通过螺栓将两侧混凝土板固定在钢板墙上。这种构造连接复杂，需要在工厂制作成品构件，运输和安装要求高。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，可方便现场装配，与传统的钢板剪力墙相比具有受力合理，结构构造简单，方便现场施工等特点，提高了钢板墙的的抗剪承载力、抗弯抗压承载力和大震耗能能力等整体稳定性。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括钢板墙、预制配筋混凝土块、T型肋、钢柱和钢梁，钢板墙置于由钢柱和钢梁形成的框架内，钢板墙四周与钢梁、钢柱固定连接，多根T型肋平行固定在钢板墙两侧墙面，预制配筋混凝土块填充在T型肋和钢板墙之间，钢板墙的两侧墙面布置有主要由T型肋和预制配筋混凝土块构成的防屈曲结构。
所述的T型肋沿水平或竖直方向平行间隔均布地固定在钢板墙两侧墙面，T型肋翼缘与钢板墙平行，T型肋腹板与钢板墙垂直，T型肋腹板的端面与钢板墙焊接，T型肋翼缘、T型肋腹板和钢板墙包围的空间内填充有预制配筋混凝土块；在钢梁或者钢柱与钢板墙连接的边缘设有沿钢板墙延伸且与钢板墙平行的预留T型肋翼缘，T型肋翼缘、T型肋腹板、预留T型肋翼缘和钢板墙包围的空间内填充有预制配筋混凝土块；钢梁上下翼缘均设置有向腹板中心延伸的预留T型肋翼缘，上下侧的预留T型肋翼缘和钢梁包围形成的空间内填充有预制配筋混凝土块；通过以上T型肋和预制配筋混凝土块的设置防止所述抗震墙屈曲而使得其只能屈服。
所述的T型肋呈水平方向沿钢板墙通长设置，填充所述预制配筋混凝土块前，T型肋其中一部分的T型肋翼缘去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块后再将预留缺口部分的T型肋翼缘焊接到T型肋腹板。
所述的T型肋呈竖直方向沿钢板墙通长设置，填充所述预制配筋混凝土块前，T型肋上端部分的T型肋翼缘去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块后再将预留缺口部分的T型肋翼缘焊接到T型肋腹板。
当受到运输尺寸的限制，钢板墙可以沿高度分成两块或三块，此时钢板墙正反两面的T形加劲肋可以贯通，即用一个工字钢代替，上下钢板墙与工字钢焊接。
所述的钢板墙与钢梁的腹板贯通形成同一块钢板，钢梁的翼缘焊接在该块钢板上。
所述的预制配筋混凝土块沿T型肋方向的截面为矩形。
所述的预制配筋混凝土块沿T型肋方向的截面为凸字形，凸字形的外部突出于T型肋翼缘外部，以减小或避免外表面的粉刷，这样T型肋翼缘外侧可方便的涂刷防火涂料。
所述的钢柱替换为钢管混凝土柱。
所述的钢板墙四周分别与钢梁、钢柱之间焊接连接或螺栓连接或栓焊混合连接。
本发明的T型肋和钢板剪力墙在工厂内加工，预制配筋混凝土块在工厂或现场预制，预制混凝土块可以在钢板墙吊装前装配到钢板墙的T型肋内，也可以在钢板墙吊装到位与钢梁、钢柱连接后安装。
本发明的技术原理主要是：1.T型肋呈水平或竖直方向布置，在水平力作用下，主要由钢板剪力墙承担水平剪力，T型肋用于防止钢板墙的整体屈曲，可以有效防止钢板墙的整体失稳。预制混凝土块不承受其他作用力，和钢板墙之间可以滑动，主要用于防止钢板墙的局部屈曲，使得钢板墙只能发生屈服，提高了钢板墙的抗剪承载力和大震耗能性能。2.预制混凝土块填充在T型肋和钢板墙之间，钢板墙和预制混凝土块之间没有粘结力，钢板墙可以相对于预制混凝土块自由滑动。
本发明的有益效果主要体现在：
1)抗震墙构造简单，加工方便，方便现场装配；
2)零部件功能明确，方便设计；
3)本发明的钢板墙在地震作用下承担水平力，能防止钢板墙的整体屈曲和局部屈曲，使得钢板墙只能发生屈服，提高了钢板墙的抗剪承载力、抗弯抗压承载力和大震耗能能力。
本发明构造简单，受力合理，T型肋和钢板墙在工厂制作，预制配筋混凝土块可以现场装配，施工方便，工业化程度高。
附图说明
图1是本发明抗震墙立面图，T型肋呈水平向布置；
图2是本发明抗震墙装配过程图，T型肋呈水平向布置；
图3是本发明抗震墙右视图，T型肋呈水平向布置；其中(a)是预制混凝土块侧面呈凸型，(b)是预制混凝土块侧面成矩形。
图4是本发明抗震墙立面图，T型肋呈竖直方向布置；
图5是本发明抗震墙装配过程图，T型肋呈竖直方向布置；
图6是本发明抗震墙俯视图，T型肋呈竖直方向布置；
图7分别是侧面凸型预制混凝土块三维轴测图、平面图和右视图。
图8分别是侧面矩形预制混凝土块三维轴测图、平面图和右视图。
图中：1、钢柱；2、钢梁；3、钢板墙；4、T型肋翼缘；5、T型肋腹板；6、预制混凝土块；7、预留T型肋翼缘；8、焊缝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例包括钢板墙3、预制配筋混凝土块6、T型肋、钢柱1和钢梁2，钢板墙3置于由钢柱1和钢梁2形成的框架内，钢板墙3四周与钢梁2、钢柱1固定焊接。
如图1所示，钢板剪力墙承担水平剪力，T型肋沿水平方向平行间隔均布地固定在钢板墙3两侧墙面，用于防止钢板墙的整体屈曲，T型肋翼缘4与钢板墙3平行，T型肋具体实施可由T型肋翼缘4和T型肋腹板5焊接而成，T型肋腹板5一端与T型肋翼缘4焊接，另一端与钢板墙3焊接在一起，T型肋腹板5与钢板墙3垂直，T型肋翼缘4、T型肋腹板5和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
在钢梁2或者钢柱1与钢板墙3连接的边缘设有沿钢板墙3延伸且与钢板墙3平行的预留T型肋翼缘7，预制混凝土块不承受其他作用力，T型肋翼缘4、T型肋腹板5、预留T型肋翼缘7和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
如图2所示，T型肋呈水平方向沿钢板墙3通长设置，填充所述预制配筋混凝土块6前，将T型肋其中中间部分的T型肋翼缘4去除以提供预留缺口，通过预留缺口填充入预制配筋混凝土块6充满后，再将预留缺口部分的T型肋翼缘4通过焊缝8焊接到T型肋腹板5。
预制配筋混凝土块6如图7所示，预制配筋混凝土块6沿T型肋方向的截面为凸字形，凸字形的外部突出于T型肋翼缘4外部，如图3(a)所示，以减小或避免外表面的粉刷，这样T型肋翼缘外侧可方便的涂刷防火涂料。
钢板墙和预制混凝土块之间没有粘结力，钢板墙可以相对于预制混凝土块自由滑动，由此通过以上T型肋和预制配筋混凝土块6的设置能防止所述抗震墙屈曲而使得其只能屈服。
实施例2
本实施例包括钢板墙3、预制配筋混凝土块6、T型肋、钢柱1和钢梁2，钢板墙3置于由钢柱1和钢梁2形成的框架内，钢板墙3四周与钢梁2、钢柱1固定焊接。
如图4所示，钢板剪力墙承担水平剪力，T型肋沿竖直方向平行间隔均布地固定在钢板墙3两侧墙面，用于防止钢板墙的整体屈曲，T型肋翼缘4与钢板墙3平行，T型肋具体实施可由T型肋翼缘4和T型肋腹板5焊接而成，T型肋腹板5一端与T型肋翼缘4焊接，另一端与钢板墙3焊接在一起，T型肋腹板5与钢板墙3垂直，T型肋翼缘4、T型肋腹板5和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
在钢梁2或者钢柱1与钢板墙3连接的边缘设有沿钢板墙3延伸且与钢板墙3平行的预留T型肋翼缘7，预制混凝土块不承受其他作用力，T型肋翼缘4、T型肋腹板5、预留T型肋翼缘7和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
如图5所示，T型肋呈竖直方向沿钢板墙3通长设置，填充所述预制配筋混凝土块6前，T型肋上端部分的T型肋翼缘4去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块6后，再将预留缺口部分的T型肋翼缘4通过焊缝8焊接到T型肋腹板5。
预制配筋混凝土块6如图7所示，预制配筋混凝土块6沿T型肋方向的截面为凸字形，凸字形的外部突出于T型肋翼缘4外部，如图6所示，以减小或避免外表面的粉刷，这样T型肋翼缘外侧可方便的涂刷防火涂料。
钢板墙和预制混凝土块之间没有粘结力，钢板墙可以相对于预制混凝土块自由滑动，由此通过以上T型肋和预制配筋混凝土块6的设置能防止所述抗震墙屈曲而使得其只能屈服。
实施例3
如图1所示，本实施例包括钢板墙3、预制配筋混凝土块6、T型肋、钢管混凝土柱和钢梁2，钢板墙3置于由钢管混凝土柱和钢梁2形成的框架内，钢板墙3四周与钢梁2、钢管混凝土柱固定焊接。
钢板剪力墙承担水平剪力，钢板墙3沿高度分成两块或三块，钢板墙3两侧表面的T型钢贯通采用同一个工字钢代替，上下块的钢板墙3与工字钢焊接。钢板墙3与钢梁2的腹板贯通形成同一块钢板，钢梁2的翼缘焊接在该块钢板上。
T型肋沿水平方向平行间隔均布地固定在钢板墙3两侧墙面，用于防止钢板墙的整体屈曲，T型肋翼缘4与钢板墙3平行，T型肋具体实施可由T型肋翼缘4和T型肋腹板5焊接而成，T型肋腹板5一端与T型肋翼缘4焊接，另一端与钢板墙3焊接在一起，T型肋腹板5与钢板墙3垂直，T型肋翼缘4、T型肋腹板5和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
在钢梁2或者钢管混凝土柱与钢板墙3连接的边缘设有沿钢板墙3延伸且与钢板墙3平行的预留T型肋翼缘7，预制混凝土块不承受其他作用力，T型肋翼缘4、T型肋腹板5、预留T型肋翼缘7和钢板墙3包围的空间内填充有预制配筋混凝土块6。
T型肋呈竖直方向沿钢板墙3通长设置，填充所述预制配筋混凝土块6前，T型肋上端部分的T型肋翼缘4去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块6后再将预留缺口部分的T型肋翼缘4焊接到T型肋腹板5。
预制配筋混凝土块6沿T型肋方向的截面为矩形，如图3(b)所示，粉刷墙面时钢板墙外表面通过粉刷将T型肋翼缘4之间的空间填充满。
钢板墙和预制混凝土块之间没有粘结力，钢板墙可以相对于预制混凝土块自由滑动，由此通过以上T型肋和预制配筋混凝土块6的设置能防止所述抗震墙屈曲而使得其只能屈服。

Claims (9)

1.一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：包括钢板墙(3)、预制配筋混凝土块(6)、T型肋、钢柱(1)和钢梁(2)，钢板墙(3)置于由钢柱(1)和钢梁(2)形成的框架内，钢板墙(3)四周与钢梁(2)、钢柱(1)固定连接，多根T型肋平行固定在钢板墙(3)两侧墙面，预制配筋混凝土块(6)填充在T型肋和钢板墙(3)之间，钢板墙(3)的两侧墙面布置有主要由T型肋和预制配筋混凝土块(6)构成的防屈曲结构；
所述的T型肋沿水平或竖直方向平行间隔均布地固定在钢板墙(3)两侧墙面，T型肋翼缘(4)与钢板墙(3)平行，T型肋腹板(5)与钢板墙(3)垂直，T型肋腹板(5)的端面与钢板墙(3)焊接，T型肋翼缘(4)、T型肋腹板(5)和钢板墙(3)包围的空间内填充有预制配筋混凝土块(6)；在钢梁(2)或者钢柱(1)与钢板墙(3)连接的边缘设有沿钢板墙(3)延伸且与钢板墙(3)平行的预留T型肋翼缘(7)，T型肋翼缘(4)、T型肋腹板(5)、预留T型肋翼缘(7)和钢板墙(3)包围的空间内填充有预制配筋混凝土块(6)；钢梁(2)上下翼缘均设置有向腹板中心延伸的预留T型肋翼缘(7)，上下侧的预留T型肋翼缘(7)和钢梁(2)包围形成的空间内填充有预制配筋混凝土块(6)；通过以上T型肋和预制配筋混凝土块(6)的设置防止所述抗震墙屈曲而使得其只能屈服。
2.根据权利要求1所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的T型肋呈水平方向沿钢板墙(3)通长设置，填充所述预制配筋混凝土块(6)前，T型肋其中一部分的T型肋翼缘(4)去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块(6)后再将预留缺口部分的T型肋翼缘(4)焊接到T型肋腹板(5)。
3.根据权利要求1所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的T型肋呈竖直方向沿钢板墙(3)通长设置，填充所述预制配筋混凝土块(6)前，T型肋上端部分的T型肋翼缘(4)去除提供预留缺口，通过预留缺口填充满预制配筋混凝土块(6)后再将预留缺口部分的T型肋翼缘(4)焊接到T型肋腹板(5)。
4.根据权利要求1所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的钢板墙(3)沿高度分成两块或三块，钢板墙(3)两侧表面的T型钢贯通采用同一个工字钢代替，上下块的钢板墙(3)与工字钢焊接。
5.根据权利要求1所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的钢板墙(3)与钢梁(2)的腹板贯通形成同一块钢板，钢梁(2)的翼缘焊接在该块钢板上。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的预制配筋混凝土块(6)沿T型肋方向的截面为矩形。
7.根据权利要求1～5任一所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的预制配筋混凝土块(6)沿T型肋方向的截面为凸字形，凸字形的外部突出于T型肋翼缘(4)外部，以减小或避免外表面的粉刷。
8.根据权利要求1～5任一所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的钢柱(1)替换为钢管混凝土柱。
9.根据权利要求1～5任一所述的一种预制配筋混凝土块T型肋防屈曲钢板抗震墙，其特征在于：所述的钢板墙(3)四周分别与钢梁(2)、钢柱(1)之间焊接连接或螺栓连接或栓焊混合连接。
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