CN108265850A - 一种双l型矩形钢箱式组合剪力墙 - Google Patents

一种双l型矩形钢箱式组合剪力墙 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙，包括钢箱骨架，钢箱骨架包括连续设置的多个节间单元，相邻的节间单元相焊接，每一个节间单元均由结构相同的成对设置的两块直角钢板焊接而成，所述直角钢板为L形，具有长直角边和短直角边，长直角边的长度为短直角边的长度的2倍，该对直角钢板焊接时，一块直角钢板的长直角边与另一块直角钢板的短直角边相焊接，且短直角边与长直角边的焊接处位于长直角边的中心线上，焊接后的多个节间单元在外露处还焊接有封板，以使得钢箱骨架成为具有多个内腔的封闭结构，每个内腔的截面均为正方形，每个内腔内均浇筑有混凝土。该剪力墙用钢量经济，施工快捷，能够充分发挥混凝土及钢结构各自的优势。

Description

一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙
技术领域
本发明属于土木工程中的一种装配式组合结构体系，具体是指一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙，该组合形式可用于常见高层建筑中，尤其适用于装配式住宅及公寓中。
背景技术
传统的住房建造技术生产效率低、施工速度慢、建设周期长、材料消耗多且工人劳动强度大，这一系列状况已不能适应现代社会对住宅的刚性需求。而装配式建筑具有以下特点：①设计多样化，可以根据住房要求进行设计；②功能现代化，可以采用多种节能环保等新型材料；③制造工厂化，可以使得建筑构配件统一工厂化生产，一气呵成；④施工装配化，可以大大减少劳动力，减少材料浪费；⑤时间最优化，使施工周期明显加快。装配式建筑注重对环境、资源的保护，其施工过程中有效减少了建筑污水、有害气体、粉尘的排放和建筑噪音的污染，降低了建筑施工对周边环境的各种影响，有利于提高建筑的劳动生产率，促进设计、建筑的精细化，提升建筑的整体质量和节能减排水率，促进了我国建筑业健康可持续发展，符合国家经济发展的需求。
装配式建筑主要分为装配式混凝土结构及装配式钢结构，装配式混凝土结构剪力墙建筑布局灵活，能提供较好的室内空间，但由于竖向构件装配质量不容易保证，整体性较现浇结构差，运输安装容易存在问题等现状限制条件，推广应用受到一定限制。装配式钢结构装配率高，节能环保，但鉴于成本造价的影响，我国目前大部分高层住宅楼采用的是钢筋混凝土剪力墙结构形式，且腐蚀及防火也制约了钢结构住宅的推广。
如果将钢结构与混凝土结构有效的结构起来，研究一种新型装配式抗侧力构件，充分发挥混凝土及钢结构各自的优势，针对目前结构体系中的缺点，是一个很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙，该剪力墙用钢量经济，制作简单，施工快捷，能够充分发挥混凝土及钢结构各自的优势。
本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙包括钢箱骨架，钢箱骨架包括连续设置的多个节间单元，相邻的节间单元相焊接，每一个节间单元均由结构相同的成对设置的两块直角钢板焊接而成，所述直角钢板为L形，具有长直角边和短直角边，长直角边的长度为短直角边的长度的2倍，该对直角钢板焊接时，一块直角钢板的长直角边与另一块直角钢板的短直角边相焊接，且短直角边与长直角边的焊接处位于长直角边的中心线上，焊接后的多个节间单元在外露处还焊接有封板，以使得钢箱骨架成为具有多个内腔的封闭结构，每个内腔的截面均为正方形，每个内腔内均浇筑有混凝土，构成整个的组合剪力墙。
本发明的组合剪力墙可解决目前装配式混凝土结构及钢结构中出现的问题，通过将两个L形的直角钢板焊接组合成节间单元并内部填充混凝土组成竖向构件受力体系，两个L形的直角钢板焊接组合成的节间单元形成子单元且子单元之间通过焊接可实现重复装配，双L型矩形钢箱可对内填充的混凝土进行约束。该双L型矩形钢箱式组合剪力墙能充分发挥混凝土及钢结构优势并受力性能优越的竖向构件受力体系。
所述直角钢板的厚度为4mm～8mm。
本发明的剪力墙可以采用多种结构，与其对应的钢箱骨架和封板也不同。
结构一：所述剪力墙为一字型墙，所述封板为设置在墙端位置的具有两个等长的直角边的等边L形端板，L形端板的边长与所述短直角边的长度相等，L形端板与相邻的直角钢板相焊接。
所述的L形端板与相邻的直角钢板采用等强坡口焊相连接。
结构二：所述剪力墙为L型墙，所述封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板以及一字形钢板，所述的L形端板设置在墙端位置以及墙拐角位置，所述的一字形钢板设置在墙拐角位置，L形端板的边长、一字形钢板的长度均与所述短直角边的长度相等，L形端板与相邻的直角钢板相焊接，一字形钢板与相邻的L形端板以及直角钢板相焊接。
所述的L形端板与相邻的直角钢板采用等强坡口焊相连接。
所述的一字形钢板与相邻的L形端板以及直角钢板采用等强坡口焊相连接。
结构三：所述剪力墙为T型墙，所述封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板以及一字形钢板，所述的L形端板设置在墙端位置，所述的一字形钢板设置在墙拐角位置，L形端板的边长、一字形钢板的长度均与所述短直角边的长度相等，L形端板与相邻的直角钢板相焊接，一字形钢板与相邻的直角钢板相焊接。
所述的L形端板与相邻的直角钢板采用等强坡口焊相连接。
所述的一字形钢板与相邻的直角钢板采用等强坡口焊相连接。
按上述设计的双L型矩形钢箱组合剪力墙，能达到预期的效果，特别适用于住宅建筑及公寓建筑。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的组合剪力墙结构构件既作为竖向承重构件，又作为抗侧力构件。组合剪力墙结构受力性能优良，墙体截面尺寸较小，进而提高建筑空间的利用率，减轻结构自重，减小地震效应。
(2)本发明的组合剪力墙结构构件可在工厂加工好，现场灌注混凝土及少量焊缝作业即可，相对于装配混凝土结构，生产速度快，运输方便，施工简单，施工质量得以保证，大量节省人工。
(3)本发明的相对于其余组合墙结构，矩形钢箱与混凝土协同工作，组合作用可靠，整体结构抗压、抗弯和抗剪承载力高。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一的整体结构图；
图2是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中钢箱骨架的结构示意图；
图3是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中钢箱骨架去除封板后的结构示意图；
图4是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中节间单元的焊接结构示意图；
图5是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中节间单元的分解结构示意图；
图6是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中直角钢板的结构示意图；
图7是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例一中L形端板的结构示意图；
图8是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例二的整体结构图；
图9是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例二中钢箱骨架的结构示意图；
图10是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例二中钢箱骨架去除封板后的结构示意图；
图11是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例二中一字形钢板的结构示意图；
图12是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例三的整体结构图；
图13是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例三中钢箱骨架的结构示意图；
图14是本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙实施例三中钢箱骨架去除封板后的结构示意图。
附图标记说明：
1—直角钢板， 11—长直角边， 12—短直角边，
2—混凝土， 3—L形端板， 4—一字形钢板。
具体实施方式
实施例一
本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙的实施例一如图1至图7所示，该剪力墙包括钢箱骨架，钢箱骨架包括连续设置的多个节间单元，相邻的节间单元相焊接，每一个节间单元均由结构相同的成对设置的两块直角钢板1焊接而成，直角钢板1为L形，两块直角钢板1构成双L型，即每一个节间单元为两个L型的直角钢板焊接组成的双L形组件，该直角钢板1具有长直角边11和短直角边12，长直角边11的长度为短直角边12的长度的2倍，该对直角钢板1焊接时，一块直角钢板1的长直角边11与另一块直角钢板1的短直角边12相焊接，且短直角边12与长直角边11的焊接处位于长直角边11的中心线上，焊接后的多个节间单元在外露处还焊接有封板，以使得钢箱骨架成为具有多个内腔的封闭结构，每个内腔的截面均为正方形，每个内腔内均浇筑有混凝土2，构成整个的组合剪力墙。
本实施例中，直角钢板1的厚度为6mm，该直角钢板1的厚度根据计算要求确定其厚度，通常在4mm～8mm范围内取值，主要用于承担水平荷载作用及约束内填充混凝土。混凝土2强度根据计算确定，与其余构件形成预制钢箱组合剪力墙体系。
本实施例中，剪力墙为一字型墙，封板为设置在墙端位置的具有两个等长的直角边的等边L形端板3，L形端板3的边长与短直角边12的长度相等，L形端板3与相邻的直角钢板1相焊接，L形端板3与相邻的直角钢板1采用等强坡口焊相连接。
实施例二
本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙的实施例二如图8至图11所示，和实施例一不同的是，该剪力墙为L型墙，封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板3以及一字形钢板4，L形端板3设置在墙端位置以及墙拐角位置，一字形钢板4设置在墙拐角位置，L形端板3的边长、一字形钢板4的长度均与短直角边12的长度相等，L形端板3与相邻的直角钢板1相焊接，一字形钢板4与相邻的L形端板3以及直角钢板1相焊接。
本实施例中，L形端板3与相邻的直角钢板1采用等强坡口焊相连接，一字形钢板4与相邻的L形端板3以及直角钢板1采用等强坡口焊相连接。
实施例三
本发明双L型矩形钢箱式组合剪力墙的实施例三如图12至图14所示，和实施例一不同的是，该剪力墙为T型墙，封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板3以及一字形钢板4，L形端板3设置在墙端位置，一字形钢板4设置在墙拐角位置，L形端板3的边长、一字形钢板4的长度均与短直角边12的长度相等，L形端板3与相邻的直角钢板1相焊接，一字形钢板4与相邻的直角钢板1相焊接。
本实施例中，L形端板3与相邻的直角钢板1采用等强坡口焊相连接，一字形钢板4与相邻的直角钢板1采用等强坡口焊相连接。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙包括钢箱骨架，钢箱骨架包括连续设置的多个节间单元，相邻的节间单元相焊接，每一个节间单元均由结构相同的成对设置的两块直角钢板(1)焊接而成，所述直角钢板(1)为L形，具有长直角边(11)和短直角边(12)，长直角边(11)的长度为短直角边(12)的长度的2倍，该对直角钢板(1)焊接时，一块直角钢板(1)的长直角边(11)与另一块直角钢板(1)的短直角边(12)相焊接，且短直角边(12)与长直角边(11)的焊接处位于长直角边(11)的中心线上，焊接后的多个节间单元在外露处还焊接有封板，以使得钢箱骨架成为具有多个内腔的封闭结构，每个内腔的截面均为正方形，每个内腔内均浇筑有混凝土(2)，构成整个的组合剪力墙。
2.根据权利要求1所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述直角钢板(1)的厚度为4mm～8mm。
3.根据权利要求1或2所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙为一字型墙，所述封板为设置在墙端位置的具有两个等长的直角边的等边L形端板(3)，L形端板(3)的边长与所述短直角边(12)的长度相等，L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)相焊接。
4.根据权利要求3所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述的L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)采用等强坡口焊相连接。
5.根据权利要求1或2所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙为L型墙，所述封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板(3)以及一字形钢板(4)，所述的L形端板(3)设置在墙端位置以及墙拐角位置，所述的一字形钢板(4)设置在墙拐角位置，L形端板(3)的边长、一字形钢板(4)的长度均与所述短直角边(12)的长度相等，L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)相焊接，一字形钢板(4)与相邻的L形端板(3)以及直角钢板(1)相焊接。
6.根据权利要求5所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述的L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)采用等强坡口焊相连接。
7.根据权利要求5所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述的一字形钢板(4)与相邻的L形端板(3)以及直角钢板(1)采用等强坡口焊相连接。
8.根据权利要求1或2所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙为T型墙，所述封板包括具有两个等长的直角边的等边L形端板(3)以及一字形钢板(4)，所述的L形端板(3)设置在墙端位置，所述的一字形钢板(4)设置在墙拐角位置，L形端板(3)的边长、一字形钢板(4)的长度均与所述短直角边(12)的长度相等，L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)相焊接，一字形钢板(4)与相邻的直角钢板(1)相焊接。
9.根据权利要求8所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述的L形端板(3)与相邻的直角钢板(1)采用等强坡口焊相连接。
10.根据权利要求8所述的双L型矩形钢箱式组合剪力墙，其特征在于：所述的一字形钢板(4)与相邻的直角钢板(1)采用等强坡口焊相连接。
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