CN107119824A - 一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及剪力墙装配技术领域，公开了一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，包括相互拼接的预制剪力墙、连接所述预制剪力墙的槽型钢以及与所述槽型钢配合的螺栓，所述预制剪力墙的外侧至少在靠近相互拼接的侧边上设置有翼缘，所述槽型钢套设在所述两相邻预制剪力墙的相邻翼缘上，所述螺栓穿过所述槽型钢的两相对侧面以及槽型钢内的两相邻预制剪力墙的相邻翼缘从而将相邻预制剪力墙固定连接。本发明利用螺栓钢板连接的方式将相邻剪力墙固定连接，其结构简单，装配方便且有效增强了结构的延性、变形能力以及抗震性能。
Description
技术领域
本发明涉及剪力墙装配技术领域，尤其涉及一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体。
背景技术
装配式混凝土剪力墙之间的接缝连接方法对其受力性能有着直接的影响。如果接缝处的节点连接很强，容易引起剪力墙在接缝处的开裂。因此很多学者针对剪力墙接缝位置的连接问题展开了研究，并提出了在接缝处加入螺栓，软钢或U型钢片等构件发挥阻尼器的作用的解决方法。
但是国内外大部分研究的预制混凝土剪力墙的高宽比在2.0以上，其轴压比也在比较小的情况，取为0.1到0.3之间。而实际很多情况下，预制混凝土剪力墙墙体的高度与层高相近，为3m左右，其长度范围在3m至6m之间，因此很多预制混凝土剪力墙的高跨比在0.5至1.0之间，属于低矮剪力墙；同时高层剪力墙结构中的剪力墙往往承担很大的重力荷载，尤其底部楼层中的剪力墙构件的轴压比往往很大，由《高层建筑混凝土结构技术规程》可知，高层剪力墙结构中剪力墙在重力荷载代表值作用下的轴压比可能达到0.6。低矮剪力墙的破坏形态为脆性剪切破坏,其延性和耗能能力较差,强震作用下其破坏具有突然性，一旦破坏就可能是猝不及防的严重破坏,甚至是建筑的整体倒塌。
在实际应用中发现，目前的预制装配式剪力墙多为高宽比较大，且其可以承受的轴压比较小，难以满足实际工程的要求。关于小高宽比预制剪力墙墙体连接位置容易出现局部集中破坏的问题，目前还不能得到有效地解决，且目前预制剪力墙的接缝连接的结构形式大多较为复杂，预制化程度较低，且部分连接方式很难达到结构承载力的要求，同时结构的抗震性能也未得到改善。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，以解决现有混凝土剪力墙连接方式不适用于小高宽比以及无法承受大轴压比的剪力墙的预制，同时现有混凝体剪力墙结构形式复杂，预制化程度较低、难以满足提高抗震性能要求的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，包括相互拼接的预制剪力墙、连接所述预制剪力墙的槽型钢以及与所述槽型钢配合的螺栓，所述预制剪力墙的外侧至少在靠近相互拼接的侧边上设置有翼缘，所述槽型钢套设在所述两相邻预制剪力墙的相邻翼缘上，所述螺栓穿过所述槽型钢的两相对侧面以及槽型钢内的两相邻预制剪力墙的相邻翼缘从而将相邻预制剪力墙固定连接。
进一步地，所述翼缘与其对应的所述预制剪力墙相拼接的侧边的长度相同，所述翼缘的厚度与所述预制剪力墙的厚度相同。
进一步地，所述翼缘与所述剪力墙为一体成型结构，且所述翼缘为实心结构。
进一步地，所述槽型钢的钢板厚度为3-5mm。
进一步地，所述螺栓为锚固螺栓或弹簧螺栓，
所述翼缘上预留有供螺栓通过的螺栓孔。
进一步地，所述槽型钢的槽底侧面上设置有加劲肋。
进一步地，所述加劲肋包括若干根，若干根加劲肋交叉布置在所述槽底侧面上，或若干根加劲肋平行布置在所述槽底底面上。
进一步地，所述槽型钢的槽底侧面上预留有开缝。
进一步地，所述开缝包括若干条，每条开缝的延伸方向与所述槽底侧面的宽度方向一致，且所述开缝的的长度小于所述槽底侧面的宽度，若干条开缝沿所述槽底侧面的长度方向均布；
或每条开缝的长度方向与所述槽底侧面的长度方向一致，且所述开缝的长度小于所述槽底侧面的长度，若干条开缝沿所述槽底侧面的宽度方向均布。
进一步地，所述剪力墙的外侧面靠近四个侧边的位置均设置有与其边长相适配翼缘。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，通过槽型钢配合螺栓将预制剪力墙进行连接固定，在实际装配过程中，在预制剪力墙布置好后，只需将槽型钢套设在两相邻剪力墙的翼缘的外侧，并用螺栓穿透固定既可，其结构简单、施工方便。同时，本发明提供的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体填补了国内外关于小高宽比剪力墙的研究的空白，本发明不仅适用于装配式小高宽比剪力墙的连接，同时解决现有混凝土剪力墙连接结构形式复杂，预制化程度较低以及难以满足提高抗震性能的要求等问题。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的三维示意图；
图2是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的正面示意图；
图3是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的侧面示意图；
图4是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的槽型钢与螺栓的三维示意图；
图5是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的开缝布置示意图；
图6是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的加劲肋的布置示意图；
图7是本发明实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的整体布置示意图。
图中：1：剪力墙；2：螺栓；3：槽型钢；4：螺栓孔；5：开缝；6：加劲肋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
如图1所示，本发明实施例提供的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，包括若干相互拼接的预制剪力墙1、将相邻所述预制剪力墙1连接的槽型钢3以及与所述槽型钢3配合的螺栓2。
所述预制剪力墙1的外侧面靠近拼接侧面位置设置有翼缘，所述槽型钢3套设在所述两相邻剪力墙的相邻翼缘的外侧，且相应的槽型钢3的深度与翼缘的厚度适配，槽型钢3的两相对侧面之间的宽度与两相邻翼缘的宽度适配，也即槽型钢恰好能套设在两相邻翼缘的外侧上，且不留缝隙。所述螺栓2穿过所述槽型钢3的两相对侧面以及槽型钢内的两相邻剪力墙的翼缘将相邻剪力墙1固定连接。
可以理解的是，所述预制剪力墙的外侧面是为了方便描述而进行的定义，一般指的是，在预制剪力墙墙体在施工完成后预制剪力墙面向外部空间的一侧面。
本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，通过槽型钢配合螺栓将预制剪力墙进行连接固定，在实际装配过程中，在预制剪力墙布置好后，只需将槽型钢套设在两相邻剪力墙的翼缘的外侧，并用螺栓穿透固定既可，其结构简单、施工方便。
同时本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体填补了国内外关于小高宽比剪力墙的研究的空白，本实施例不仅适用于装配式小高宽比剪力墙的连接，同时解决现有混凝土剪力墙连接结构形式复杂，预制化程度较低以及难以满足提高抗震性能的要求等问题。
具体的，所述翼缘为其对应的预制剪力墙的侧边的长度方向延伸的长方体结构，所述翼缘与其对应的所述预制剪力墙相拼接的侧边的长度相同，所述翼缘的厚度(翼缘的厚度指的是翼缘与剪力墙的厚度方向一致的方向上的厚度)与所述预制剪力墙的厚度相同。
可以理解的是，所述翼缘的厚度与所述剪力墙的厚度相同，可以保证剪力墙的翼缘与剪力墙的强度相当，避免翼缘位置强度过弱造成连接位置的强度过低。
本实施例采用长方体的翼缘结构，方便了槽型钢3与翼缘的套设连接，只需将槽型钢3的两个相对的侧面分别套设在两相邻剪力墙的翼缘的相对的侧面上即可，操作简单；同时这样的结构方便了在翼缘上预留竖直的螺栓孔，从而方便将螺栓竖直穿过槽型钢与翼缘上的螺栓孔将两相邻的剪力墙连接，且螺栓为竖直放置，避免了螺栓斜穿连接出现的剪应力，所以固定更加牢固。
作为本发明的一个优选实施例，所述翼缘为与所述预制剪力墙一体成型的结构，且所述翼缘为与所述预制剪力墙材质一致、厚度一致的实心结构。
如图4所示，所述翼缘上可以预留有供螺栓通过的螺栓孔4。作为一种优选，所述螺栓2可以采用锚固螺栓或者是弹簧螺栓。
需要特殊说明的是，弹簧螺栓对于剪力墙墙体抗震性能的提高作用较大：采用弹簧螺栓时，可以通过弹簧螺栓的位移以及螺栓、槽型钢以及墙体间的相对位移来消耗地震能量，进而起到提高抗震性能的作用。
本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，采用螺栓2、槽型钢3组合装配的机构进行加固，构件提前设计并预制加工，现场不需要进行湿作业，以装配操作为主，预制化程度较高。通过螺栓槽型钢板连接，充分利用剪力墙接缝处钢板剪切屈曲后良好的耗能能力，有效增强结构延性与变形能力，有利于抗震设计要求。采用锚固螺栓，可提高钢板与混凝土的协同工作性能，更利于形成整体，同时实现较好的耗能能力，对提高现有预制剪力墙的抗震性能有很好的效果。
在实际应用中，如图1或3所示，可以将所有剪力墙的外侧面的四个侧边上均设置与其边长适配的翼缘，也即所述翼缘为剪力墙四周沿宽度方向延伸的一定宽度的混凝土结构。这样在施工过程中由于每个剪力墙的侧边都具有了用于连接的翼缘，不需要单独选择中间剪力墙和边缘剪力墙，不仅方便了施工，也便于剪力墙的批量生产。
优选的，所述槽型钢的钢板厚度优选为3-5mm。
本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体的具体加固操作如下：
(1)根据待连接剪力墙的具体尺寸，在工厂设计连接槽型钢3及螺栓2。其中：
钢板螺栓尺寸结构：如图4所示，在槽型钢3与剪力墙1的翼缘的上下接触面上，等距水平设置螺栓孔4，螺栓孔距离可根据具体施工要求具体计算确定，螺栓2通过螺栓孔4进行连接固定，其宽度与位于其内的螺栓的直径相匹配；
(2)在已预制的混凝土剪力墙翼缘对应位置钻孔；
(3)螺栓2采用锚固螺栓，用螺栓2将槽型钢3按照附图所示位置固定。
作为一种优选的实现方式，本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，所述槽型钢的槽底侧面上设置有加劲肋6。
如图6所示，作为一种优选实施例方案，所述加劲肋6包括交叉设置的两根，其中一根加劲肋的两端分别连接所述槽型钢的槽底侧面的其中两对角，另一根加劲肋的两端连接所述槽型钢的槽底侧面的另外两对角。
作为一种优选的实施方案，槽型钢3的槽底侧面上还可以预留有开缝5。如图5所示，所述开缝5可以包括若干条，每条开缝的长度方向与所述槽型钢的槽底侧面的宽度方向一致，若干条开缝沿所述槽型钢的槽底侧面的长度方向均布。
开缝5或加劲肋6是设置能够更好增强节点的性能，有利于抗震的需求，同时可以适应不同的现场施工要求。
需要说明的是，加劲肋6和开缝5的设置优选在槽型钢的槽底侧面上设置一种即可，其具体设置根据现场施工要求进行合理选择；同时加劲肋的设置不限于实施例中给出的形式，每条开缝的长度方向与所述槽型钢的槽底的长度方向一致，若干条开缝沿所述槽型钢的槽底的宽度方向均布的方式，或者其他排布形式的加劲肋，例如平行布置的方式，都在本发明的保护范围之内。
综上所述，本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，针对装配式混凝土剪力墙接缝处的受力机理对其整体性能的直接影响，利用接缝处槽型钢板屈曲后良好的耗能能力提高装配式混凝土剪力墙的抗震性能；采用螺栓钢板法连接装配式混凝土剪力墙，允许钢板发生剪切屈曲，通过钢板屈曲后形成的拉力场来消耗能量，相当于在剪力墙之间的接缝处采用了软钢阻尼器，突破了现有的基于强度的装配式混凝土剪力墙的设计方法，提高装配式混凝土剪力墙的延性和变形能力等抗震性能。
本实施例利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体不仅适用于一般大高宽比、低轴压比的预制剪力墙墙体，同时也解决了小高宽比或大轴压比的预制剪力墙墙体的连接位置不能达到强度的要求的问题，弥补了国内外对小高宽比、大轴压比建立墙体研究的空白。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：包括相互拼接的预制剪力墙、连接所述预制剪力墙的槽型钢以及与所述槽型钢配合的螺栓，所述预制剪力墙的外侧至少在靠近相互拼接的侧边上设置有翼缘，所述槽型钢套设在两相邻预制剪力墙的相邻翼缘上，所述螺栓穿过所述槽型钢的两相对侧面以及槽型钢内的两相邻预制剪力墙的相邻翼缘从而将相邻预制剪力墙固定连接。
2.根据权利要求1所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述翼缘与其对应的所述预制剪力墙相拼接的侧边的长度相同，所述翼缘的厚度与所述预制剪力墙的厚度相同。
3.根据权利要求1所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述翼缘与所述剪力墙为一体成型结构，且所述翼缘为实心结构。
4.根据权利要求1所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述槽型钢的钢板厚度为3-5mm。
5.根据权利要求1所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述螺栓为锚固螺栓或弹簧螺栓，
所述翼缘上预留有供螺栓通过的螺栓孔。
6.根据权利要求1-5任一项所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述槽型钢的槽底侧面上设置有加劲肋。
7.根据权利要求6所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述加劲肋包括若干根，若干根加劲肋交叉布置在所述槽底侧面上，或若干根加劲肋平行布置在所述槽底底面上。
8.根据权利要求1-5任一项所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述槽型钢的槽底侧面上预留有开缝。
9.根据权利要求8所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述开缝包括若干条，每条开缝的延伸方向与所述槽底侧面的宽度方向一致，且所述开缝的的长度小于所述槽底侧面的宽度，若干条开缝沿所述槽底侧面的长度方向均布；
或每条开缝的长度方向与所述槽底侧面的长度方向一致，且所述开缝的长度小于所述槽底侧面的长度，若干条开缝沿所述槽底侧面的宽度方向均布。
10.根据权利要求1-5任一项所述的利用螺栓钢板连接的预制混凝土剪力墙墙体，其特征在于：所述剪力墙的外侧面靠近四个侧边的位置均设置有与其边长相适配翼缘。
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