CN108589971A - 一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点及制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点及制作方法，它属于建筑结构领域，它包括第一边缘加强构件、第二边缘加强构件、闭口型压型钢板、抗剪连接键、短钢筋、节点连接板和混凝土；第一边缘加强构件和第二边缘加强构件之间上下两侧各设置有两个对接的闭口型压型钢板；制作方法主要步骤为：步骤一、将第一边缘加强构件和第二边缘加强构件分别与抗剪连接键连接；步骤二、将短钢筋焊接在闭口型压型钢板的板肋上；步骤四、将闭口型压型钢板、第一边缘加强构件和第二边缘加强构件相连；步骤五、节点连接板通过焊接方式和闭口型压型钢板连接；步骤六、浇筑混凝土。本发明受力明确，施工方便，具有较好的承载能力，保证节点连接强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点及制作方法，属于建筑结构领域。
背景技术
剪力墙是高层建筑中最常用的一种抗侧力构件，传统钢筋混凝土剪力墙以其整体性好、刚度大、侧向变形小，抵抗风荷载和中小级地震效果突出和防火性能好等优点，受到广大工程技术人员的青睐。但钢筋混凝土剪力墙刚度大，在地震力作用下承受较大的水平力，裂缝产生较早，后期以剪切破坏为主，延性小、耗能能力差，呈脆性破坏，震后不易修复。钢板-混凝土组合剪力墙在一定程度上改善了钢筋混凝土剪力墙的不足，钢板-混凝土组合剪力墙是指在混凝土两侧设置钢板，通过抗剪连接键连接钢板和混凝土，使两者作为整体共同工作，钢板-混凝土组合剪力墙具有较高的抗剪承载力、良好的延性和耗能能力。但要保证钢板-混凝土组合剪力墙中钢板受剪屈曲破坏，保证钢板与混凝土作为整体共同工作，需在钢板上布满抗剪连接键或设置密集加劲肋，导致剪力墙的设计、制造和施工复杂，造价增加；同时为保证钢板的加工、制作和安装精度要求，《钢板剪力墙技术规程》(JGJ/T380-2015)明确规定钢板-混凝土组合剪力墙中单侧钢板的最小厚度不宜小于10mm，且墙体厚度不宜小于250mm，限制了钢板-混凝土组合剪力墙在多、高层建筑中的应用。此外，为防止浇筑混凝土过程中钢板出现涨模现象，需在钢板两侧设置大量支撑，增加了施工的复杂性。闭口型压型钢板组合剪力墙有效解决了双钢板混凝土组合剪力墙中需设置拉接键，构造复杂的问题，利用闭口型压型钢板自身的几何特性，浇筑混凝土时，闭口型压型钢板具有较大的平面外刚度，能满足浇筑混凝土的需求，待混凝土硬化后，闭口型压型钢板嵌入混凝土内部，能有效锚固压型钢板，避免了普通双钢板剪力墙中需设置抗剪连接键的问题，同时闭口型压型钢板厚度可以根据承载力和抗侧刚度需求进行相应调整，弥补了双钢板剪力墙中钢板厚度过大的问题，更为经济、合理。由于闭口型肋板在墙体内部，且钢板相对较薄，连接较为困难，因此闭口型压型钢板组合剪力墙中压型钢板如何有效连接是限制其工程应用的关键问题之一。
发明内容
本发明为克服现有技术不足，提出一种受力明确、施工方便的闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点及制作方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
方案一：一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，它包括第一边缘加强构件、第二边缘加强构件、闭口型压型钢板、抗剪连接键、短钢筋、节点连接板和混凝土；
第一边缘加强构件和第二边缘加强构件并排设置，第一边缘加强构件和第二边缘加强构件之间上下两侧各设置有两个对置的闭口型压型钢板，且第一边缘加强构件、第二边缘加强构件和闭口型压型钢板三者连接围成一个空心围护结构，闭口型压型钢板内表面上沿纵向分别带有多条板肋，多条板肋间隔布置，闭口型压型钢板的板肋顶部焊接短钢筋，且该短钢筋的一端伸出同一侧的两个闭口型压型钢板的对接处，保证上部板肋的内力通过短钢筋传递给下部结构，同一侧的两个闭口型压型钢板的对接处设有节点连接板，空心围护结构内设有与第一边缘加强构件和第二边缘加强构件相连的抗剪连接键，空心围护结构内浇筑有混凝土。
方案二：一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点的制作方法包括如下步骤：
步骤一、将第一边缘加强构件和抗剪连接键通过焊接方式连接；
步骤二、将第二边缘加强构件和抗剪连接键通过焊接方式连接；
步骤三、将多根短钢筋焊接在闭口型压型钢板的板肋上，同时使部分钢筋伸出闭口型压型钢板的对接处；
步骤四、将闭口型压型钢板、第一边缘加强构件和第二边缘加强构件采用焊接方式相连；
步骤五、将节点连接板设置于闭口型压型钢板的对接连接处，节点连接板通过焊接方式和闭口型压型钢板连接；
步骤六、在第一边缘加强构件、第二边缘加强构件和闭口型压型钢板内部浇筑混凝土，混凝土组合剪力墙制作完毕。
本发明相比现有技术的有益效果是：闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙由两侧闭口型压型钢板、混凝土和边缘约束构件组成，闭合的板肋把压型钢板分割成多个竖向板带，使普通钢板由整体平面内受剪转变为多个板带单独受剪。初步分析表明：闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙利用压型钢板与混凝土的组合作用，能充分发挥二种材料的自身优势，在侧向力和纵向力共同作用下表现出较高的承载能力、良好的耗能能力和变形能力。闭口形板肋嵌入混凝土内部，能有效锚固压型钢板，无需空心围护结构内设置抗剪连接键即能保证压型钢板和混凝土作为整体共同工作；闭口形板肋可作为钢板的有效支撑，改善了压型钢板在竖向力和往复水平荷载作用下的稳定性能，显著提高了压型钢板的承载力；此外，压型钢板具有较大的平面外刚度，仅设置少量支撑即可满足施工要求，降低了施工难度。本发明的连接节点施工方法克服了压型钢板厚度较薄，采用对接焊缝连接较为困难的问题。本发明解决了现有钢筋混凝土剪力墙抗震性能差、易开裂等问题；避免了钢板-混凝土组合剪力墙中设置大量抗剪连接键、钢板厚度过大以及混凝土浇筑过程中易涨模等问题；在闭口型压型钢板的板肋处设有短钢筋及节点连接板，解决了压型钢板对接连接处强度不易保证的问题。
附图说明
图1为本发明闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点示意图；
图2为图1中边缘加强构件采用钢管以及上下两侧短钢筋全部布置的A-A断面示意图；
图3为图1中边缘加强构件采用钢管以及上下两侧短钢筋错位布置的A-A断面示意图；
图4为图1中边缘加强构件采用工字钢以及上下两侧短钢筋全部布置的A-A断面示意图；
图5为图1中边缘加强构件采用工字钢以及上下两侧短钢筋错位布置的A-A断面示意图；
图6为带有下口半闭合的倒三角形板肋的闭口型压型钢板的截面图；
图7为带有下口闭合的燕尾式板肋的闭口型压型钢板的截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步地说明：
参见图1-图5所示，一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，它包括第一边缘加强构件1、第二边缘加强构件2、闭口型压型钢板3、抗剪连接键4、短钢筋5、节点连接板6和混凝土7；
第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2并排设置，第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2之间上下两侧各设置有两个对置的闭口型压型钢板3，且第一边缘加强构件1、第二边缘加强构件2和闭口型压型钢板3三者连接围成一个空心围护结构，闭口型压型钢板3内表面上沿纵向分别带有多条板肋3-1，多条板肋3-1间隔布置，闭口型压型钢板3的板肋3-1顶部焊接短钢筋5，且该短钢筋5的一端伸出同一侧的两个闭口型压型钢板3的对接处，同一侧的两个闭口型压型钢板3的对接处设有节点连接板6，空心围护结构内设有与第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2相连的抗剪连接键4，空心围护结构内浇筑有混凝土7。
本实施方式中，第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2之间上下两侧分别布置有对接设置的两个闭口型压型钢板3，如图1所示。压型钢板具有较大的平面外刚度，仅设置少量支撑即可满足施工要求，降低了施工难度。节点连接板6可与两个闭口型压型钢板3焊接。
参见图6和图7所示，为了提高剪力墙的承载能力、具有良好的耗能能力和变形能力，闭口型压型钢板3的板肋3-1为下口半闭合的倒三角形板肋。闭口型压型钢板3的板肋3-1为下口闭合的燕尾式板肋。闭合的板肋把压型钢板分割成多个竖向板带，使普通钢板由整体平面内受剪转变为多个板带单独受剪。闭口形板肋嵌入混凝土内部，能有效锚固压型钢板，无需抗剪连接键即能保证压型钢板和混凝土作为整体共同工作；闭口形板肋可作为钢板的有效支撑，改善了压型钢板在竖向力和往复水平荷载作用下的稳定性能，显著提高了压型钢板的承载力。
为了进一步降低施工难度，第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2为工字钢或钢管或槽钢。图2和图3示例给出的是方形钢管作为第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2。图4和图5示例给出的是工字钢作为第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2，
为了适度加强第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2，确保连接可靠，与第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2连接的抗剪连接键4采用栓钉、角钢或槽钢。这样的设置无需在空心护围结构内设置抗剪连接键，即能保证压型钢板和混凝土作为整体共同工作。
通常，闭口型压型钢板3的材质为Q235钢、Q345钢、Q390钢或Q420钢。节点连接板6的材质为Q235钢、Q345钢、Q390钢或Q420钢。短钢筋5为HPB235钢筋、HRB335钢筋、HRB400钢筋或RRB400钢筋。如此设置，取材方便。
参见图1、图2和图4所示，另一个实施方式还提供一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、将第一边缘加强构件1和抗剪连接键4通过焊接方式连接；
步骤二、将第二边缘加强构件2和抗剪连接键4通过焊接方式连接；
步骤三、将多根短钢筋5焊接在闭口型压型钢板3的板肋3-1上，同时使部分钢筋伸出闭口型压型钢板3；
步骤四、将闭口型压型钢板3、第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2采用焊接方式相连；
步骤五、将节点连接板6设置于闭口型压型钢板3的对接连接处，节点连接板6通过焊接方式和闭口型压型钢板3连接；
步骤六、在第一边缘加强构件1、第二边缘加强构件2和闭口型压型钢板3内部浇筑混凝土7，混凝土组合剪力墙制作完毕。
本实施方式的步骤四中，第一边缘加强构件1和第二边缘加强构件2之间上下两侧分别布置有对接设置的两个闭口型压型钢板3。
在边缘加强构件和两侧闭口型压型钢板围成的腔体内浇筑混凝土，待混凝土硬化后，利用闭口型压型钢板的自锚工作原理使混凝土和压型钢板共同工作；在闭口型压型钢板竖向连接处设置节点连接板和段钢筋以保证节点连接的可靠性和承载强度。
通常，浇筑的混凝土为普通混凝土、高强混凝土、轻质混凝土或高性能混凝土。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (10)
1.一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：它包括第一边缘加强构件(1)、第二边缘加强构件(2)、闭口型压型钢板(3)、抗剪连接键(4)、短钢筋(5)、节点连接板(6)和混凝土(7)；
第一边缘加强构件(1)和第二边缘加强构件(2)并排设置，第一边缘加强构件(1)和第二边缘加强构件(2)之间上下两侧各设置有两个对置的闭口型压型钢板(3)，且第一边缘加强构件(1)、第二边缘加强构件(2)和闭口型压型钢板(3)三者连接围成一个空心围护结构，闭口型压型钢板(3)内表面上沿纵向分别带有多条板肋(3-1)，多条板肋(3-1)间隔布置，闭口型压型钢板(3)的板肋(3-1)顶部焊接短钢筋(5)，且该短钢筋(5)的一端伸出同一侧的两个闭口型压型钢板(3)的对接处，同一侧的两个闭口型压型钢板(3)的对接处设有节点连接板(6)，空心围护结构内设有与第一边缘加强构件(1)和第二边缘加强构件(2)相连的抗剪连接键(4)，空心围护结构内浇筑有混凝土(7)。
2.根据权利要求1所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：所述闭口型压型钢板(3)的板肋(3-1)为下口半闭合的倒三角形板肋。
3.根据权利要求1所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：所述闭口型压型钢板(3)的板肋(3-1)为下口闭合的燕尾式板肋。
4.根据权利要求1、2或3所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：第一边缘加强构件(1)和第二边缘加强构件(2)为工字钢或钢管或槽钢。
5.根据权利要求4所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：抗剪连接键(4)为栓钉、角钢或槽钢。
6.根据权利要求1、2、3或5所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：闭口型压型钢板(3)的材质为Q235钢、Q345钢、Q390钢或Q420钢。
7.根据权利要求6所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：节点连接板(6)的材质为Q235钢、Q345钢、Q390钢或Q420钢。
8.根据权利要求1、2、3、5或7所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点，其特征在于：短钢筋(5)为HPB235钢筋、HRB335钢筋、HRB400钢筋或RRB400钢筋。
9.一种根据权利要求8所述闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、将第一边缘加强构件(1)和抗剪连接键(4)通过焊接方式连接；
步骤二、将第二边缘加强构件(2)和抗剪连接键(4)通过焊接方式连接；
步骤三、将短钢筋(5)焊接在闭口型压型钢板(3)的板肋(3-1)上，同时使部分伸出闭口型压型钢板(3)的对接处；
步骤四、将闭口型压型钢板(3)、第一边缘加强构件(1)和第二边缘加强构件(2)采用焊接方式相连；
步骤五、将节点连接板(6)设置于闭口型压型钢板(3)的对接连接处，节点连接板(6)通过焊接方式和闭口型压型钢板(3)连接；
步骤六、在第一边缘加强构件(1)、第二边缘加强构件(2)和闭口型压型钢板(3)内部浇筑混凝土(7)，混凝土组合剪力墙连接节点施工完毕。
10.根据权利要求9所述一种闭口型压型钢板混凝土组合剪力墙连接节点的制作方法，其特征在于：步骤七浇筑的混凝土为普通混凝土、高强混凝土、轻质混凝土或高性能混凝土。
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