CN107143068A - 一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙及施工方法，包括边缘构件和剪力墙墙身构件；所述剪力墙墙身构件包括钢板和设置在两块钢板之间的钢筋桁架；所述钢筋桁架包括相互连接的钢筋桁架连接部和钢筋桁架焊接部，所述钢筋桁架焊接部间隔固定在两块钢板的内表面，所述钢筋桁架连接部斜向连接在两块钢板对应的钢筋桁架焊接部之间。通过在两块钢板之间通过钢筋桁架对焊拉结，防止钢板受压的局部屈曲，解决浇筑混凝土时的爆板问题；实现机器自动焊接，提高生产效率，减少能源消耗，降低现场施工的复杂程度，降低工人的劳动强度，采用工业化生产方式在工厂制造、现场设备吊装进行装配化施工，现场浇筑混凝土时降低工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙及施工方法。
背景技术
在钢结构特别是住宅钢结构建筑中，钢板组合剪力墙由于其在室内少有露柱露梁，较钢框架、框架支撑结构建筑更易于被广大住户接受，其在高层住宅中使用更加广泛，在JGJ380-2015《钢板剪力墙技术规程》中，推荐的钢板组合剪力墙的墙体外包钢板与内填混凝土之间的连接构造采用了栓钉、T形加劲肋、缀板或对拉螺栓这四种连接方式，也可以混合采用这几种连接方式。如图1所示为该5种钢板组合剪力墙的构造示意图。目前的钢板组合剪力墙中，采用最多的是栓钉连接，因为在工厂栓钉与钢板的焊接可以采用专门的栓钉焊机，专业化程度高，焊接质量稳定可靠，工人的生产效率最高；T形加劲肋的形式和力学性能与栓钉连接类似，只是T形加劲肋焊接没有专业设备，焊接效率低一些，这两种钢板组合剪力墙焊接连接件时钢板可以平放焊接，加工方便，两片钢板与端板组立焊接即加工完成。这两种钢板组合剪力墙的外包钢板间除墙端外墙身中间没有连接。这两种钢板组合剪力墙都存在一个问题：施工往钢板墙内浇捣混凝土时，对钢板侧壁产生的压力会使钢板往外鼓曲、变形；如果一次浇捣3-4层高时，有12米液态混凝土产生的侧压力还有震动的附加压力，这个压力值很大，经常会出现爆板。因为栓钉或T形加劲肋的作用是使外包钢板和内填混凝土形成整体，防止两者相互分离。在压应力作用下，钢板具有向外发生局部屈曲的趋势，设计时只考虑受压阶段使栓钉和T形加劲肋这个部分的承担拉力。设计的板件宽厚比是栓钉和T形加劲肋间的钢板宽度与厚度的比值，只能限制使用阶段板件的受压状态下钢板向外的局部屈曲，但在施工阶段板件向外屈曲的计算宽度是墙体直段的端部横向钢板间的间距，两块外包钢板间没有连接一定要采取措施控制钢板的爆板。
缀板或对拉螺栓作为钢板间连接的另外两种钢板组合剪力墙，钢板之间在混凝土硬化前就有连接可以平衡浇捣混凝土的侧压力，不易产生爆板。但是缀板的焊接是在封闭的空间，加工制造有难度所以使用的不多，对拉螺栓钢板开孔数量大，钢板外侧螺栓头外露，剪力墙面需要后期处理，需要大量人工。
目前现有技术中还推出钢管束柱剪力墙结构，也是一种钢板内灌注混凝土的钢板组合剪力墙形式。图2所示为钢管束柱剪力墙的构造示意图。钢管束柱剪力墙结构很好得解决了钢板爆板问题，而且开发了专门的焊接设备实现了机器自动焊接，工效高。但是每一道墙体的焊接量非常大，生产方式决定每隔一定宽度就有两道竖向通长焊缝，焊缝多产生缺陷的因素就多，浇捣混凝土时必须每个封闭的腔体内独立浇筑密实，施工复杂。
因此需要提供一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙及施工方法，解决上面列出的几种钢板组合剪力墙存在不足之处，应用于工业化钢结构建筑的结构设计与工厂制造与工地现场建造即装配化施工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，采用钢筋桁架作为剪力墙外包钢板和内填混凝土之间连接加劲的钢板混凝土组合剪力墙，解决浇筑混凝土时的爆板问题。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，包括边缘构件和剪力墙墙身构件；所述剪力墙墙身构件包括钢板和设置在两块钢板之间的钢筋桁架；所述钢筋桁架包括相互连接的钢筋桁架连接部和钢筋桁架焊接部，所述钢筋桁架焊接部间隔固定在两块钢板的内表面，所述钢筋桁架连接部斜向连接在两块钢板对应的钢筋桁架焊接部之间。
优选地，所述剪力墙墙身构件包括若干条钢筋桁架，所述钢筋桁架竖向平行设置。
优选地，所述钢筋桁架焊接部对应于另一块钢板上两个相邻的钢筋桁架焊接部之间。
优选地，所述钢筋桁架连接部斜向连接钢筋桁架焊接部与另一块钢板上对应的两个相邻的钢筋桁架焊接部之间。
优选地，所述钢筋桁架焊接部为直线型或弧形。
优选地，所述钢筋桁架的长度与所述钢板的高度相同。
优选地，所述边缘构件为闭口式矩形钢管。
优选地，所述边缘构件与所述剪力墙墙身构件组合成一字型、T型或L型。
优选地，所述剪力墙墙身构件内浇筑混凝土。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
S1，根据设计图纸预制边缘构件和剪力墙墙身构件，根据运输长度限制及现场吊装设备的能力，在剪力墙墙身构件拆分节，每一节接头设置在楼面上1.3米的位置；
S2，加工钢筋桁架，根据钢筋桁架焊接部和钢筋桁架连接部的设计尺寸，将钢筋加工成需要的钢筋桁架，钢筋桁架的长度与钢板的高度相同；
S3，钢筋桁架与钢板焊接，两块钢板间隔一个墙身宽度，钢筋桁架从钢板的中部开始焊接，然后一根一根逐渐向两侧焊接；
S4，除锈和涂装，将剪力墙墙身构件进行抛丸除锈，然后进行底漆、中间漆和第一道面漆的涂装，并运输至工地；
S5，在工地将边缘构件和剪力墙墙身构件组合拼装成设计好的一字型、T型或L型再吊装；
S6，浇筑混凝土，对剪力墙墙身构件内浇筑混凝土并养护。
本发明的有益效果如下：
本发明的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙由于采用了以上技术方案，通过在两块钢板之间通过钢筋桁架对焊拉结，防止钢板受压的局部屈曲，解决浇筑混凝土时的爆板问题；实现机器设备自动焊接，提高生产效率，减少能源消耗，降低现场施工的复杂程度，降低工人的劳动强度，采用工业化生产方式在工厂制造、现场设备吊装进行装配化施工，现场浇筑混凝土时降低工人劳动强度。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的现有技术中5种钢板组合剪力墙的构造示意图。
图2示出本发明的现有技术中钢管束柱剪力墙的构造示意图。
图3示出本发明的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙的钢筋桁架结构示意图。
图中各标记如下：1钢板，2钢筋桁架，21钢筋桁架连接部，22钢筋桁架焊接部，3混凝土。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示为现有技术中5种钢板组合剪力墙的构造示意图，目前墙体外包钢板与内填混凝土之间的连接构造采用了栓钉、T形加劲肋、缀板、对拉螺栓或以上四种连接方式混合连接。应用最多的是第一种栓钉连接，专业化程度高，工人的生产效率最高，但浇筑混凝土时容易爆板；第二种T形加劲肋连接，加工方便，但同样存在浇筑混凝土时容易爆板的问题；第三种缀板连接，不会爆板但加工困难；第四种对拉螺栓连接，钻孔加工量大，还需要处理外露螺栓头的空间与人工；第五种混合连接也存在上述四种连接方式各自的问题。
如图2所示为现有技术中钢管束柱剪力墙的构造示意图，钢管束柱剪力墙的U形钢板腹板直接连接的方式自动化程度高，但焊接量大，消耗大量的焊材与动力。且浇捣混凝土时必须每个封闭的腔体内独立浇筑密实，施工复杂。
如图3所示，本发明的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，包括边缘构件和剪力墙墙身构件。所述边缘构件为闭口式矩形钢管。
所述剪力墙墙身构件包括钢板1和设置在两块钢板1之间的钢筋桁架；所述剪力墙墙身构件包括若干条钢筋桁架2，所述钢筋桁架2竖向平行设置。所述钢筋桁架2的长度与所述钢板1的高度相同。所述边缘构件与所述剪力墙墙身构件组合成一字型、T型或L型。
所述剪力墙墙身构件内浇筑混凝土3。
所述钢筋桁架2包括相互连接的钢筋桁架连接部21和钢筋桁架焊接部22，所述钢筋桁架焊接部22间隔固定在两块钢板1的内表面，所述钢筋桁架连接部21斜向连接在两块钢板1对应的钢筋桁架焊接部22之间。
所述钢筋桁架焊接部22对应于另一块钢板1上两个相邻的钢筋桁架焊接部22之间。所述钢筋桁架连接部21斜向连接钢筋桁架焊接部22与另一块钢板1上对应的两个相邻的钢筋桁架焊接部22之间。所述钢筋桁架焊接部22为直线型或弧形。
本发明还公开了一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
S1，根据设计图纸预制边缘构件和剪力墙墙身构件，根据运输长度限制及现场吊装设备的能力，在剪力墙墙身构件拆分节，每一节接头设置在楼面上1.3米的位置，一节可以是1层高，也可以是3到4层高；在对各个剪力墙墙身构件进行钢连梁节点连接大样设计及与楼板连接大样的设计。
S2，加工钢筋桁架2，根据钢筋桁架焊接部22和钢筋桁架连接部21的设计尺寸，将钢筋加工成需要的钢筋桁架2，钢筋桁架2的长度与钢板1的高度相同。
S3，钢筋桁架2与钢板1焊接，两块钢板1间隔一个墙身宽度，钢筋桁架2从钢板1的中部开始焊接，然后一根一根逐渐向两侧焊接，焊接好一侧翻身再焊接另外一侧，对剪力墙墙身构件较长的还可以分块对剖两半焊接好钢筋桁架2之后，再拼接成一体，因为焊接的机械臂长度有限。
S4，除锈和涂装，将剪力墙墙身构件进行抛丸除锈，然后进行底漆、中间漆和第一道面漆的涂装，螺栓连接需要的摩擦面要保护。再把焊接好钢筋桁架2的每一个剪力墙墙身构件与边缘构件的矩形钢管焊接组合成图纸拆分出直段剪力墙，便于运输，未焊接边缘构件的一端需要临时加劲，防止运输及吊装过程中发生变形，并运输至工地。
S5，在工地将边缘构件和剪力墙墙身构件组合拼装成设计好的一字型、T型或L型再吊装；对于端墙、翼墙尺寸较小的可以在工厂焊好一字型、T型或L型再运输；吊装能力有限也可以把运到工地的剪力墙直段直接吊装，在空中安装位置上拼接成设计的剪力墙形状。
S6，浇筑混凝土3，对剪力墙墙身构件内浇筑混凝土3并养护。当然楼面混凝土也可以等以后多节剪力墙相联系的更多层的楼面混凝土连续一层一层浇筑，直至结构封顶。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：
包括边缘构件和剪力墙墙身构件；
所述剪力墙墙身构件包括钢板(1)和设置在两块钢板(1)之间的钢筋桁架(2)；
所述钢筋桁架(2)包括相互连接的钢筋桁架连接部(21)和钢筋桁架焊接部(22)，所述钢筋桁架焊接部(22)间隔固定在两块钢板(1)的内表面，所述钢筋桁架连接部(21)斜向连接在两块钢板(1)对应的钢筋桁架焊接部(22)之间。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙墙身构件包括若干条钢筋桁架(2)，所述钢筋桁架(2)竖向平行设置。
3.根据权利要求2所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢筋桁架焊接部(22)对应于另一块钢板(1)上两个相邻的钢筋桁架焊接部(22)之间。
4.根据权利要求3所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢筋桁架连接部(21)斜向连接钢筋桁架焊接部(22)与另一块钢板(1)上对应的两个相邻的钢筋桁架焊接部(22)之间。
5.根据权利要求1所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢筋桁架焊接部(22)为直线型或弧形。
6.根据权利要求1所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述钢筋桁架(2)的长度与所述钢板(1)的高度相同。
7.根据权利要求1所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述边缘构件为闭口式矩形钢管。
8.根据权利要求7所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述边缘构件与所述剪力墙墙身构件组合成一字型、T型或L型。
9.根据权利要求8所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙墙身构件内浇筑混凝土(3)。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的一种钢筋桁架加劲的钢板混凝土组合剪力墙的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
S1，根据设计图纸预制边缘构件和剪力墙墙身构件，根据运输长度限制及现场吊装设备的能力，在剪力墙墙身构件拆分节，每一节接头设置在楼面上1.3米的位置；
S2，加工钢筋桁架(2)，根据钢筋桁架焊接部(22)和钢筋桁架连接部(21)的设计尺寸，将钢筋加工成需要的钢筋桁架(2)，钢筋桁架(2)的长度与钢板(1)的高度相同；
S3，钢筋桁架(2)与钢板(1)焊接，两块钢板(1)间隔一个墙身宽度，钢筋桁架(2)从钢板(1)的中部开始焊接，然后一根一根逐渐向两侧焊接；
S4，除锈和涂装，将剪力墙墙身构件进行抛丸除锈，然后进行底漆、中间漆和第一道面漆的涂装，并运输至工地；
S5，在工地将边缘构件和剪力墙墙身构件组合拼装成设计好的一字型、T型或L型再吊装；
S6，浇筑混凝土(3)，对剪力墙墙身构件内浇筑混凝土(3)并养护。
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