CN108505647A - 一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构及施工方法，采用更为轻薄的压型钢板作为剪力墙的外包钢板，以降低剪力墙整体含钢率。为保证建力墙的结构强度，在钢材和混凝土之间增设了粘结剂涂层。粘结剂涂层不仅能有效粘合钢材和混凝土，还能防止压型钢板发生向外的局部屈曲。本发明实现了在保证结构强度的基础上，降低预制装配式剪力墙墙身含钢率、简化结构、降低施工难度的技术效果。

Description

一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，特别是涉及一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法。

背景技术

剪力墙结构具有较高的承载能力和抗侧移刚度，能有效地抵抗水平剪力，具有良好的抗震性能。特别地，引入预制装配技术后，预制装配式剪力墙结构还具有便于工厂标准化生产、现场湿作业少、施工方便、对周围环境影响小、运输资源和劳动力投入小等优点。预制装配式钢板混凝土剪力墙是一种高效的组合构件，它由外包钢板和内填混凝土组成，并在钢板内壁设置加劲肋或栓钉等连接构造保证外包钢板与内填混凝土协同工作，充分发挥钢板和混凝土的材料性能。另外，外包钢板在工厂预制阶段可作为混凝土浇筑的模板使用，省去模板施工的费用和时间，并且在使用阶段可防止混凝土裂缝外露，达到保护混凝土的作用。

然而，由于连接构造等要求，预制装配式钢板混凝土剪力墙的墙身钢板厚度需要满足一定要求，从而导致较高的墙身含钢率，而普通装配式建筑中的剪力墙并不需要墙身具有如此高的含钢率，因此将预制装配式钢板混凝土剪力墙应用于普通装配式建筑中往往会造成钢材的浪费。而且传统预制装配式钢板混凝土剪力墙的连接构造较为复杂，施工费时，这也很大程度上制约了预制装配式钢板混凝土剪力墙在普通高层建筑中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供了一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法，实现了在保证结构强度的基础上，降低预制装配式剪力墙墙身含钢率、简化结构、降低施工难度的技术效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，该剪力墙结构由钢制外腔和混凝土填料组成，所述钢制框架包括竖向槽钢、水平向钢板和中部钢板，所述竖向槽钢和水平向钢板组成矩形框架后，由中部钢板对该矩形框架的前后二侧进行封闭，并构成除浇筑口外密封的腔体，所述混凝土填料充填于该腔体内；

所述中部钢板采用槽面向内的压型钢板，且所述墙体框架的内表面设有粘合剂涂层；还包括临时支撑槽钢，该临时支撑槽钢设置于墙体框架的外侧面，并与中部钢板的表面相抵固定，且该临时支撑槽钢的两端分别锁接固定于两侧的竖向槽钢。

作为一种优选，所述竖向槽钢和水平向钢板均沿长度方向设有若干螺纹孔，该螺纹孔用于不同剪力墙之间的安装固定。

作为一种优选，所述剪力墙结构下端的水平向钢板的外表面设有焊接栓钉，该焊接栓钉用于与基础相连接。

作为一种优选，所述剪力墙结构的上端和下端均预留有灌浆槽。该灌浆槽的高度至少为20cm。

作为一种优选，所述竖向槽钢采用热轧型钢或冷弯型钢。

一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，采用权利要求1至4中任一项所述的剪力墙结构，分为工厂预制阶段和现场装配阶段；

其中，工厂预制阶段包括：

步骤11，使用竖向槽钢和水平向钢板组成上下两端设有浇灌口的矩形框架结构，使用压型钢板作为中部钢板对该矩形框架结构的前后二侧进行封闭，组成钢制外腔；且使用临时支撑槽钢对中部钢板的外侧面进行支撑固定；

步骤12，对竖向槽钢、水平向钢板和中部钢板朝向内侧的一面涂覆粘合剂涂层；

步骤13，在粘合剂涂层硬化前，对钢制外腔的内部浇筑混凝土，并在钢制外腔的上端和下端分别预留灌浆槽；

步骤14，拆除剪力墙结构外侧的临时支撑槽钢；

现场装配阶段：

步骤21，对底层的剪力墙结构进行装配；将底层的剪力墙结构置于基槽内用斜撑进行临时固定后，向基槽内灌注混凝土，并养护至指定强度，使底层的剪力墙结构与基础连为一体；

步骤22，对上层的剪力墙结构进行装配；自下而上依次固定安装上层的剪力墙结构，并在完成固定后，对预留的灌浆槽灌注浆料，使上层和下层的剪力墙结构连为一体。

作为一种优选，所述步骤13中，对所钢制外腔内灌注的混凝土填料进行振捣密实，使混凝土填料超过该混凝土极限强度的70％。

作为一种优选，所述步骤13，在填充浆料之前，在剪力墙结构的底部设置木模板，并对剪力墙结构的底部进行封堵。

本发明的有益效果是：

为解决剪力墙墙身含钢率过高，连接构造较为复杂、施工费时的问题，本发明提出了一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法。

本发明的预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，采用更为轻薄的压型钢板作为剪力墙的外包钢板，以降低剪力墙整体含钢率。在保证结构安全性的前提下充分节约钢材，提高钢材使用效率。工厂的预制阶段仅使用极少量的木模板，浇筑方便，节省工厂的预制成本。现场施工阶段主要通过吊装定位，墙体螺栓连接即可完成，可随时进行拆装维修，除必要灌浆处理外无其它湿作业，基本实现无粉尘作业，可节省大量人力消耗，提高施工效率。

为保证建立墙的结构强度，在钢材和混凝土之间增设了粘结剂涂层。粘结剂涂层不仅能有效粘合钢材和混凝土，防止压型钢板发生向外的局部屈曲。由于压型钢板自带槽面，因此无须在内表面设置抗剪连接件，整个施工过程仅采用简单的焊接和螺栓连接即可完成，代替普通预制钢板混凝土剪力墙复杂的连接构造，极大地简化施工工艺，提高施工质量和效率。

本发明改善了预制钢板混凝土剪力墙在普通高层建筑中的适用性，在普通高层建筑中具有广阔的应用前景。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法不局限于实施例。

附图说明

图1为预制装配式压型钢板混凝土剪力墙浇筑前的立面图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为预制装配式压型钢板混凝土剪力墙浇筑前的轴测立体图；

图4为预制装配式压型钢板混凝土剪力墙浇筑后的轴测立体图；

图5为预制装配式压型钢板混凝土剪力墙的装配效果立面图；

图6为图5的B-B剖面示意图。

图中：1－竖向槽钢；2－水平向钢板；3－压型钢板；

4－栓钉；5－螺栓；6-临时支撑槽钢；

7-粘结剂涂层；8-内填混凝土；9-墙体连接钢板。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实方式作进一步描述。

本发明的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，该剪力墙结构由端部竖向槽钢1、端部水平向钢板2、压型钢板3、连接紧固件4～6、粘结剂涂层7、内填混凝土8组成。所述竖向槽钢1布置于剪力墙左、右端部，可以采用热轧或冷弯型钢。

所述水平向钢板2布置于剪力墙上、下端部，使得剪力墙上、下端开口，便于涂覆粘结剂和浇筑混凝土。若剪力墙与基础直接相连，则下端水平向钢板2外表面应焊接栓钉4，置于基槽与基础整浇后，栓钉的抗剪作用使剪力墙与基础之间能够有效地连接为一体，如图3。除与基础直接连接的下端水平向钢板外，竖向槽钢1和水平向钢板2均沿长度方向设置直径为d的螺栓孔(中心距不小于3d)，作为剪力墙之间的螺栓连接孔，如图3。所述压型钢板3布置于剪力墙中部，采用闭口压型钢板，如BD65-185-555，闭口压型钢板的平面作为剪力墙的墙面，槽面向内与混凝土直接接触。

所述竖向槽钢1、水平向钢板2及压型钢板3之间通过焊接方式进行连接，为便于槽钢、钢板与压型钢板的连接，槽钢、钢板端部均沿长度方向设置延伸连接段。所述粘结剂涂层7可采用环氧树脂或其它高效粘结剂，粘结剂均匀涂覆于槽钢和钢板的内表面及压型钢板的槽面，保证钢材和混凝土可通过粘结剂有效粘合，防止压型钢板发生向外的局部屈曲。所述连接紧固件包括栓钉4、螺栓5、临时支撑槽钢6和墙体连接钢板9，设置临时支撑槽钢的目的是为了防止混凝土浇筑时压型钢板在浇捣冲击力作用下发生鼓曲，待混凝土浇筑完毕并养护至指定强度后拆除，如图3；所述螺栓5和墙体连接钢板9用于墙体之间的连接，连接示意图如图5。为保证墙体连接缝的抗剪强度，防止抗剪破坏集中于墙体连接缝处，墙体连接钢板9的强度和厚度应进行合理选择，使墙体连接钢板9的抗剪强度不低于剪力墙整体的抗剪强度。此外，在进行墙体的纵向装配时，为保证上、下两块剪力墙中的混凝土能够有效粘结而共同工作，工厂浇筑混凝土时于剪力墙上、下端各预留高约20mm的灌浆槽(如图4)，待剪力墙现场吊装紧固就位后对其进行灌浆处理。

本发明的施工方法包括以下两个主要阶段：

工厂预制阶段：

首先，制作并焊接竖向槽钢1、水平向钢板2及压型钢板3，预先紧固螺栓5和临时支撑槽钢6，剪力墙下端布置木模板对其进行封口，成型效果如图3；然后，于槽钢和钢板的内表面及压型钢板的槽面均匀涂覆一层粘结剂，粘结剂涂层7硬化前向外包钢板内腔浇筑混凝土，剪力墙上、下端各预留高约20mm的灌浆槽，振捣密实并养护至指定强度(不低于混凝土极限强度的70％)后拆除临时支撑槽钢6和木模板即完成工厂的预制阶段，如图4。

现场装配阶段：

首先对底层剪力墙进行装配，于基槽内定位剪力墙，松开竖向槽钢1处螺帽，安装墙体连接钢板9后再次拧紧螺帽，之后向基槽内浇筑混凝土使底层剪力墙与基础连为一体，适当养护后即可进行上部剪力墙的装配；然后自下而上定位剪力墙并同上方法对剪力墙进行螺栓连接，螺栓紧固后向灌浆槽内注满浆料，待浆体硬化后即完成现场的装配阶段，装配效果如图5～6。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙及其施工方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，该剪力墙结构由钢制外腔和混凝土填料组成，所述钢制框架包括竖向槽钢、水平向钢板和中部钢板，所述竖向槽钢和水平向钢板组成矩形框架后，由中部钢板对该矩形框架的前后二侧进行封闭，并构成除浇筑口外密封的腔体，所述混凝土填料充填于该腔体内；其特征在于：

所述中部钢板采用槽面向内的压型钢板，且所述墙体框架的内表面设有粘合剂涂层；还包括临时支撑槽钢，该临时支撑槽钢设置于墙体框架的外侧面，并与中部钢板的表面相抵固定，且该临时支撑槽钢的两端分别锁接固定于两侧的竖向槽钢。

2.根据权利要求1所述的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述竖向槽钢和水平向钢板均沿长度方向设有若干螺纹孔，该螺纹孔用于不同剪力墙之间的安装固定。

3.根据权利要求1所述的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述剪力墙结构下端的水平向钢板的外表面设有焊接栓钉，该焊接栓钉用于与基础相连接。

4.根据权利要求1所述的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述剪力墙结构的上端和下端均预留有灌浆槽。

5.根据权利要求1所述的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于：所述竖向槽钢采用热轧型钢或冷弯型钢。

6.一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的剪力墙结构，分为工厂预制阶段和现场装配阶段；

其中，工厂预制阶段包括：

步骤11，使用竖向槽钢和水平向钢板组成上下两端设有浇灌口的矩形框架结构，使用压型钢板作为中部钢板对该矩形框架结构的前后二侧进行封闭，组成钢制外腔；且使用临时支撑槽钢对中部钢板的外侧面进行支撑固定；

步骤12，对竖向槽钢、水平向钢板和中部钢板朝向内侧的一面涂覆粘合剂涂层；

步骤13，在粘合剂涂层硬化前，对钢制外腔的内部浇筑混凝土，并在钢制外腔的上端和下端分别预留灌浆槽；

步骤14，拆除剪力墙结构外侧的临时支撑槽钢；

现场装配阶段：

步骤21，对底层的剪力墙结构进行装配；将底层的剪力墙结构置于基槽内用斜撑进行临时固定后，向基槽内灌注混凝土，并养护至指定强度，使底层的剪力墙结构与基础连为一体；

步骤22，对上层的剪力墙结构进行装配；自下而上依次固定安装上层的剪力墙结构，并在完成固定后，对预留的灌浆槽灌注浆料，使上层和下层的剪力墙结构连为一体。

7.根据权利要求6所述的一种预制装配式压型钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于：所述步骤13中，对所钢制外腔内灌注的混凝土填料进行振捣密实，使混凝土填料超过该混凝土极限强度的70％。