CN106499089B - 底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法 - Google Patents

底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法，属于钢—混凝土组合剪力墙技术领域。本发明提出的剪力墙适用于抗震设防地区的多层及高层建筑，墙底两角部采用预制的阶梯形钢板箱对称布置，外侧钢板长度从下到上依次减小，呈阶梯形变化。伸入钢筋的一侧采用钢板条焊接在两对侧钢板上，将整体有效拉结。此剪力墙施工较为简便，能有效防止边框柱的纵筋过早屈曲，增强高强钢与高强混凝土的有效粘结，相比于传统做法，其塑性铰区域发展更加充分，可有效改善高强混凝土剪力墙的延性，提高结构的抗震性能。

Description

底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法
技术领域
本发明涉及一种底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法，属于钢—混凝土组合剪力墙技术领域。
背景技术
高强混凝土具有高强、早强、高变形模量、高耐久性、高流动性以及良好的抗渗抗漏性能等优点，使其成为制作剪力墙的理想材料，但高强混凝土的脆性使其应用与推广受到一定影响。混凝土剪力墙是高层建筑尤其是超高层建筑中的主要抗侧力构件，高强混凝土剪力墙具有减小剪力墙的截面尺寸、增加建筑的使用面积、提高建筑的使用功能、减轻结构自重等优势，但高强混凝土剪力墙的变形能力相对较差，这极大地限制了其在抗震地区的应用。研究影响高强混凝土剪力墙抗震性能的主要因素，采取措施发挥高强混凝土的诸多优点的同时，改善高强混凝土剪力墙的延性，提高其变形性能，使高强混凝土材料在抗震设防地区得到广泛的应用，已经成为现今研究热点。
根据钢—混凝土组合剪力墙的抗震性能试验结果可知，引起剪力墙延性不足的两个主要因素：一是边框柱内的纵向钢筋过早屈曲，使剪力墙抗弯强度衰减较快；二是由于剪力墙底部混凝土被压碎后墙体的抗剪强度不足，导致剪力墙耗能性能变差。鉴于此，本发明提出了一种底部加强型高强混凝土组合剪力墙的制作方法，此剪力墙能有效防止边框柱的纵筋过早屈曲，增强高强钢与高强混凝土的有效粘结，相比于传统做法，其塑性铰区域发展更加充分，可有效改善高强混凝土剪力墙的延性，提高结构的抗震性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种构造简单、施工方便、抗震性能优越的底部加强型高强混凝土组合剪力墙及制作方法，以期有效改善高强混凝土剪力墙的延性，提高其变形性能，使高强混凝土材料在抗震设防地区得以推广使用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
底部加强型高强混凝土组合剪力墙，包括阶梯形钢板箱、暗柱、高强混凝土墙体；所述高强混凝土墙体底部对称设置有两个相对的阶梯形钢板箱，两所述阶梯形钢板箱的阶梯由两侧向底部中心依次降低，且两阶梯形钢板箱间留有空隙；所述高强混凝土墙体底部由两侧向中心阶梯形突出，与所述阶梯形钢板箱的阶梯对应配合；所述高强混凝土墙体的两侧分别设置有一暗柱，所述阶梯形钢板箱底部设置有基础，所述暗柱竖向穿过阶梯形钢板箱，且其底部伸入基础内并锚固；所述高强混凝土墙体内设置有墙体分布钢筋，墙体分布钢筋分别与左右两侧暗柱内的钢筋连接，同时，墙体分布钢筋部分穿过阶梯形钢板箱内部并伸入底部基础内，与基础内钢筋连接；所述阶梯形钢板箱为由三面钢板冷弯形成的槽形结构，其中，钢板包围高强混凝土墙体的三个侧面采用钢板冷弯成槽形，相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础内锚固；所述阶梯形钢板箱相对的两侧钢板采用钢板条等间距焊接，将阶梯形钢板箱整体有效拉结，阶梯形钢板箱内灌注有与高强混凝土墙体以及暗柱相同的混凝土。
进一步地，所述阶梯形钢板箱为工厂预制，其钢板厚度可根据高强混凝土墙体厚度适当选择，钢板包围高强混凝土墙体的三个侧面采用强度等级为Q235或Q345的钢板冷弯成槽形，其相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，其长或高分别加工成相应的模数，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础内锚固，其锚固长度同规范要求的墙体钢筋锚固长度。
进一步地，所述阶梯形钢板箱钢板内侧与墙体分布钢筋的外缘的距离大于规范要求的混凝土最小保护层厚度。
进一步地，所述墙体分布钢筋包括水平及竖向分布钢筋，其采用HRB400或HRB600级钢筋，直径为12mm~14mm，水平分布钢筋两端做弯折，与暗柱绑结在一起。
进一步地，所述暗柱中纵筋采用HRB600级钢筋，直径为12mm~14mm，箍筋采用HRB600级钢筋，直径为8mm~10mm。
进一步地，所述高强混凝土墙体依据实际建筑层数确定厚度，其混凝土强度等级范围C60~C100。
进一步地，高强混凝土墙体内掺入有钢纤维，用于改善混凝土基体及其与钢筋界面间的力学特性，其中钢纤维掺量不超过混凝土重量的2%。
进一步地，所述高强混凝土墙体外表面与暗柱以及阶梯形钢板箱两侧钢板外表面平齐。
上述底部加强型高强混凝土组合剪力墙的制作方法，制作步骤如下：
步骤一：工厂预制阶梯形钢板箱，阶梯形钢板箱的三个侧面通过将钢板冷弯成槽形制作而成；
步骤二：绑扎基础内钢筋、墙体分布钢筋及暗柱的钢筋，将墙体分布钢筋及暗柱的钢筋构成的钢筋骨架按尺寸插于基础内；
步骤三：将预制的阶梯形钢板箱按尺寸插于基础内，墙体分布钢筋部分穿过阶梯形钢板箱内部并伸入底部基础内，其阶梯形钢板箱被伸入有墙体分布钢筋的一侧的两侧钢板间，采用钢板条等间距焊接在两对侧钢板上将其整体拉结；
步骤四：浇筑基础内混凝土，将基础上表面按房屋平面尺寸进行抄测放线，找平基础上表面；
步骤五：紧贴阶梯形钢板箱外侧支模板，将高强混凝土墙体进行分层循环浇筑，浇筑时注意振捣密实，随时检查高强混凝土墙体浇筑的高度，高强混凝土墙体浇筑到预定标高时应将其表面找平；
步骤六：拆模养护形成底部加强型高强混凝土组合剪力墙。
有益效果：本发明底部加强型高强混凝土组合剪力墙适用于抗震设防地区的多层及高层建筑。剪力墙底部设预制阶梯形钢板箱，可有效延缓边框暗柱内纵筋的屈曲失效及墙体底部混凝土的压酥脱落，使墙体底部塑性铰区域发展更加充分，该剪力墙施工方便，整体抗震耗能性能好，后期抗震性能相对稳定，底部剪切滑移破坏较轻。
附图说明
图1是本发明底部加强型高强混凝土组合剪力墙立面图；
图2是钢构件整体示意图；
图3是本发明底部加强型高强混凝土组合剪力墙立体图。
图中：1：阶梯形钢板箱、2：墙体分布钢筋、3：暗柱、4：高强混凝土墙体、5：基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
如图1-3所示，本发明的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，包括阶梯形钢板箱1、暗柱3、高强混凝土墙体4。高强混凝土墙体4底部对称设置有两个相对的阶梯形钢板箱1，两阶梯形钢板箱1的阶梯由两侧向底部中心依次降低，且两阶梯形钢板箱1间留有空隙。高强混凝土墙体4底部由两侧向中心阶梯形突出，与所述阶梯形钢板箱1的阶梯对应配合。高强混凝土墙体4的两侧分别设置有一暗柱3，阶梯形钢板箱1底部设置有基础5。暗柱3竖向穿过阶梯形钢板箱1，且其底部伸入基础5内并锚固。高强混凝土墙体4内设置有墙体分布钢筋2，墙体分布钢筋2分别与左右两侧暗柱3内的钢筋连接，同时，墙体分布钢筋2部分穿过阶梯形钢板箱1内部并伸入底部基础5内，与基础5内钢筋连接。阶梯形钢板箱1为由三面钢板冷弯形成的槽形结构，其中，钢板包围高强混凝土墙体4的三个侧面采用钢板冷弯成槽形，相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础5内锚固。阶梯形钢板箱1相对的两侧钢板采用钢板条等间距焊接，将阶梯形钢板箱1整体有效拉结，阶梯形钢板箱1内灌注有与高强混凝土墙体4以及暗柱3相同的混凝土。其中，阶梯形钢板箱1为工厂预制，其钢板厚度可根据高强混凝土墙体4厚度适当选择，钢板包围高强混凝土墙体4的三个侧面采用强度等级为Q235的钢板冷弯成槽形，其相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，其长或高分别加工成相应的模数，如150mm、300mm或600mm，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础5内锚固，其锚固长度同规范要求的墙体钢筋锚固长度。阶梯形钢板箱1钢板内侧与墙体分布钢筋2的外缘的距离大于规范要求的混凝土最小保护层厚度，如30mm。墙体分布钢筋2包括HRB600级水平及竖向分布钢筋，直径为12mm，采用高强钢筋，可以与高强混凝土在强度上相匹配，减小截面尺寸，提高承载力，具有明显的经济效益。同时，水平分布钢筋两端做弯折，与暗柱3中HRB600级纵筋绑结在一起，其纵筋直径为12mm~14mm，箍筋为HRB600级钢筋，直径为10mm，采用高强箍筋可对混凝土形成更大的约束力，因此，通过合理配置高强箍筋可提高剪力墙延性。高强混凝土墙体4依据实际建筑层数确定厚度，其混凝土强度等级为C100。此外，高强混凝土墙体4内还可掺入有钢纤维，用于改善混凝土基体及其与钢筋界面间的力学特性，其中钢纤维掺量不超过混凝土重量的2%。高强混凝土墙体4外表面与暗柱3以及阶梯形钢板箱1两侧钢板外表面平齐，形成整体。
上述底部加强型高强混凝土组合剪力墙的制作方法，制作步骤如下：
步骤一：工厂预制阶梯形钢板箱1，阶梯形钢板箱1的三个侧面通过将钢板冷弯成槽形制作而成；
步骤二：绑扎基础5内钢筋、墙体分布钢筋2及暗柱3的钢筋，将墙体分布钢筋2及暗柱3的钢筋构成的钢筋骨架按尺寸插于基础5内；
步骤三：将预制的阶梯形钢板箱1按尺寸插于基础5内，墙体分布钢筋2部分穿过阶梯形钢板箱1内部并伸入底部基础5内，其阶梯形钢板箱1被伸入有墙体分布钢筋2的一侧的两侧钢板间，采用钢板条等间距焊接在两对侧钢板上将其整体拉结；
步骤四：浇筑基础5内混凝土，将基础5上表面按房屋平面尺寸进行抄测放线，找平基础5上表面；
步骤五：紧贴阶梯形钢板箱1外侧支模板，将高强混凝土墙体4进行分层循环浇筑，浇筑时注意振捣密实，随时检查高强混凝土墙体4浇筑的高度，高强混凝土墙体4浇筑到预定标高时应将其表面找平；
步骤六：拆模养护形成底部加强型高强混凝土组合剪力墙。
该做法可以充分利用其材料强度高的优点,同时又能克服高强混凝土延性差的缺点，地震作用时，墙体底部塑性铰区域不断上移从而充分发展，有效延缓暗柱纵筋的屈曲及墙体底部混凝土的压酥脱落，改善高强混凝土的脆性问题，适用于抗震设防地区的多层及高层建筑。
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.底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：包括阶梯形钢板箱（1）、暗柱（3）、高强混凝土墙体（4）；所述高强混凝土墙体（4）底部对称设置有两个相对的阶梯形钢板箱（1），两所述阶梯形钢板箱（1）的阶梯由两侧向底部中心依次降低，且两阶梯形钢板箱（1）间留有空隙；所述高强混凝土墙体（4）底部由两侧向中心阶梯形突出，与所述阶梯形钢板箱（1）的阶梯对应配合；所述高强混凝土墙体（4）的两侧分别设置有一暗柱（3）；所述阶梯形钢板箱（1）底部设置有基础（5）；所述暗柱（3）竖向穿过阶梯形钢板箱（1），且其底部伸入基础（5）内并锚固；所述高强混凝土墙体（4）内设置有墙体分布钢筋（2），墙体分布钢筋（2）分别与左右两侧暗柱（3）内的钢筋连接，同时，墙体分布钢筋（2）部分穿过阶梯形钢板箱（1）内部并伸入底部基础（5）内，与基础（5）内钢筋连接；所述阶梯形钢板箱（1）为由三面钢板冷弯形成的槽形结构，其中，钢板包围高强混凝土墙体（4）的三个侧面采用钢板冷弯成槽形，相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础（5）内锚固；所述阶梯形钢板箱（1）相对的两侧钢板采用钢板条等间距焊接，将阶梯形钢板箱（1）整体有效拉结，阶梯形钢板箱（1）内灌注有与高强混凝土墙体（4）以及暗柱（3）相同的混凝土。
2.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述阶梯形钢板箱（1）为工厂预制，其钢板厚度可根据高强混凝土墙体（4）厚度适当选择，钢板包围高强混凝土墙体（4）的三个侧面采用强度等级为Q235或Q345的钢板冷弯成槽形，其相对两侧的钢板从下到上钢板长度依次减小，其长或高分别加工成相应的模数，总体呈阶梯形变化，钢板底部伸入基础（5）内锚固。
3.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述阶梯形钢板箱（1）钢板内侧与墙体分布钢筋（2）的外缘的距离大于规范要求的混凝土最小保护层厚度。
4.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述墙体分布钢筋（2）包括水平及竖向分布钢筋，其采用HRB400或HRB600级钢筋，直径为12mm~14mm，水平分布钢筋两端做弯折，与暗柱（3）绑结在一起。
5.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述暗柱（3）中纵筋采用HRB600级钢筋，直径为12mm~14mm，箍筋采用HRB600级钢筋，直径为8mm~10mm。
6.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述高强混凝土墙体（4）依据实际建筑层数确定厚度，其混凝土强度等级范围C60~C100。
7.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：高强混凝土墙体（4）内掺入有钢纤维，用于改善混凝土基体及其与钢筋界面间的力学特性，其中钢纤维掺量不超过混凝土重量的2%。
8.根据权利要求1所述的底部加强型高强混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述高强混凝土墙体（4）外表面与暗柱（3）以及阶梯形钢板箱（1）两侧钢板外表面平齐。
9.根据权利要求1-8任一项所述底部加强型高强混凝土组合剪力墙的制作方法，其特征在于，制作步骤如下：
步骤一：工厂预制阶梯形钢板箱（1），阶梯形钢板箱（1）的三个侧面通过将钢板冷弯成槽形制作而成；
步骤二：绑扎基础（5）内钢筋、墙体分布钢筋（2）及暗柱（3）的钢筋，将墙体分布钢筋（2）及暗柱（3）的钢筋构成的钢筋骨架按尺寸插于基础（5）内；
步骤三：将预制的阶梯形钢板箱（1）按尺寸插于基础（5）内，墙体分布钢筋（2）部分穿过阶梯形钢板箱（1）内部并伸入底部基础（5）内，其阶梯形钢板箱（1）被伸入有墙体分布钢筋（2）的一侧的两侧钢板间，采用钢板条等间距焊接在两对侧钢板上将其整体拉结；
步骤四：浇筑基础（5）内混凝土，将基础（5）上表面按房屋平面尺寸进行抄测放线，找平基础（5）上表面；
步骤五：紧贴阶梯形钢板箱（1）外侧支模板，将高强混凝土墙体（4）进行分层循环浇筑，浇筑时注意振捣密实，随时检查高强混凝土墙体（4）浇筑的高度，高强混凝土墙体（4）浇筑到预定标高时应将其表面找平；
步骤六：拆模养护形成底部加强型高强混凝土组合剪力墙。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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