CN108894362B - 装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙及装配方法 - Google Patents

装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙及装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙及装配方法,具体承载力高和抗震性能好的优势;将再生混凝土材料应用组合结构中,能够改善再生混凝土结构的力学性能;另外,本发明的剪力墙还具有绿色环保的特征,符合绿色建筑发展理念;本发明的一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,所有构件皆工厂生产预制,在施工现场焊接组装,再通过螺栓连接完成装配,有效地提高了施工效率,适用于高层或超高层建筑或者受力较大的建筑结构。

Description

装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙及装配方法
技术领域
本发明属于钢与混凝土组合结构技术领域,具体涉及装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,还涉及装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法。
背景技术
剪力墙是高层建筑结构中一种十分重要的抗侧力构件,在地震作用下其不仅承担着较大的水平剪力,还起到耗散地震能量的重要作用,对高层结构的抗震设计至关重要。
钢板-混凝土组合剪力墙就是其中一种剪力墙结构形式,它是一种主要由钢板、混凝土及构造钢筋组成,该剪力墙由于采用了钢板,它具有延性好、地震耗能能力强的优势,目前在高层抗侧力体系中得到了较为广泛的应用。但与此同时也存在一些不足:首先,普通的钢板-混凝土组合剪力墙宽厚比较大,构件侧向刚度不足,在水较大平力作用下易局部屈曲,有时还会出现很大的面外变形,这些变形会导致钢材的强度和延性不能充分的发挥作用;再者,普通的钢板-混凝土组合剪力墙为现场施工,工序复杂,施工时间长,这与国家大力提倡发展装配式建筑的理念不相契合;其次,普通的钢板-混凝土组合剪力墙的边框柱多采用钢筋混凝土柱,而两者的连接不仅有施工复杂,而且当竖向荷载过大将会导致边框柱的轴压比增大,从而降低了剪力墙结构体系的整体抗震性能,这在一定程度上限制了钢板-混凝土组合剪力墙的发展与应用。
另外,再生混凝土材料充分利用了废弃混凝土破碎后的再生骨料,有效的减少了天然骨料的使用,节约了自然资源,保护了生态环境,它是一种绿色环保的建筑材料,符合我国社会经济可持续发展战略,因此在结构工程中推广应用再生混凝土材料具有重要意义。综上所述,为满足现代工程实际迫切需求,提出一种绿色环保、施工简便且受力性能优良的新型钢板混凝土组合剪力墙结构体系就显得十分必要,这对促进我国钢与混凝土组合结构的持续发展具有积极意义。
发明内容
本发明目的在于提供装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,具有承载力高、抗震性好的特点。
本发明的另一个目的在于提供装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法。
本发明采用一个技术方案为,一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,包括两个平行且竖直设置有两个方钢管再生混凝土柱,两个方钢管再生混凝土柱之间连接有平行设置的工字钢梁,两个工字钢梁与两个方钢管再生混凝土柱形成边框架,边框架内边连接钢与混凝土组合剪力墙板;
每个方钢管再生混凝土柱包括方形钢管,每个方形钢管内浇筑有混凝土;
每个方形钢管的每个内壁上均设置至少两道加强竖肋。
钢与混凝土组合剪力墙板包括格栅钢板,格栅钢板每个格栅内浇筑有再生混凝土,格栅钢板两竖侧面分别与两个方钢管再生混凝土柱连接,每个薄壁钢板的两横侧面与两个工字钢梁连接。
格栅钢板通过直角结构的墙梁连接耳板连接工字钢梁,格栅钢板通过直角结构的墙柱连接耳板连接方钢管再生混凝土柱。
方钢管再生混凝土柱通过梁柱连接耳板连接工字钢梁的腹板上。
本发明采用另一个技术方案为,一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,具体装配过程如下:制作钢与混凝土组合剪力墙板,将钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内内边缘上。
钢与混凝土组合剪力墙板的制作方法为:先制作格栅钢板,制作时格栅钢板边缘预留用于螺栓连接的孔洞;格栅钢板每个格栅内浇筑有再生混凝土浆液,待再生混凝土浆液干固后,形成再生混凝土。
钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内内边缘上的过程为:选择四个直角结构的墙梁连接耳板,格栅钢板靠近工字钢梁边缘处两个面均焊接墙梁连接耳板的一个直角边,分别将墙梁连接耳板另一个直角边通过螺栓连接在工字钢梁上;
选择四个直角结构的墙柱连接耳板,方钢管再生混凝土柱靠近格栅钢板边缘处均焊接均焊接墙柱连接耳板的一个直角边,每个墙柱连接耳板的另一个直角边通过螺栓连接于格栅钢板上;
选择四个直角结构的梁柱连接耳板,分别将每个梁柱连接耳板焊接在方钢管再生混凝土柱上靠近工字钢梁腹板的位置,之后再将两个相近的梁柱连接耳板通过螺栓连接于工字钢梁腹板的两边,之后分别将两个工字钢梁与方钢管再生混凝土柱接触边缘的外露部分进行施焊。
每个方钢管再生混凝土柱包括方形钢管,每个方形钢管内浇筑有混凝土柱;
每个方形钢管的每个内壁上均焊接至少两道加强竖肋。本发明的有益效果是:
本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,具体承载力高和抗震性能好的优势;将再生混凝土材料应用于组合结构中,能够改善再生混凝土结构的力学性能;另外,本发明的剪力墙还具有绿色环保的特征,符合绿色建筑发展理念;
本发明的一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,所有构件皆工厂生产预制,在施工现场焊接组装,再通过螺栓连接完成装配,有效地提高了施工效率,适用于高层或超高层建筑或者受力较大的建筑结构。
附图说明
图1是本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙主视图;
图2是本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙俯视图;
图3是本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙立体图;
图4是本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的爆炸图;
图5是本发明中钢与混凝土组合剪力墙板结构示意图。
图中,1.方钢管再生混凝土柱,2.工字钢梁,3.再生混凝土,4. 格栅钢板,5.墙梁连接耳板,6.墙柱连接耳板,7.梁柱连接耳板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明是装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,如图1、图2、图3、图4及图5所示,包括两个平行且竖直设置有两个方钢管再生混凝土柱1,两个方钢管再生混凝土柱1之间连接有平行设置的工字钢梁2,两个工字钢梁2与两个方钢管再生混凝土柱1形成边框架,边框架内边连接钢与混凝土组合剪力墙板;
每个方钢管混凝土柱1包括方形钢管,每个方形钢管内浇筑有混凝土柱,每个方形钢管的每个内壁上均焊接至少两道加强竖肋,每个方钢管再生混凝土柱1皆采用现浇的方法在现场制作能够增加框架的抗侧移刚度和抗扭刚度。
钢与混凝土组合剪力墙板包括格栅钢板4,格栅钢板4每个格栅内浇筑有再生混凝土3,格栅钢板4两竖侧面分别与两个方钢管再生混凝土柱1连接,每个薄壁钢板4的两横侧面与两个工字钢梁2连接。
格栅钢板4通过直角结构的墙梁连接耳板5连接工字钢梁2,其中墙梁连接耳板5一直角边焊接在格栅钢板4的侧面边缘,墙梁连接耳板5另一直角边通过螺栓连接在工字钢梁2翼缘上。
格栅钢板4与工字钢梁2翼缘焊接。
格栅钢板4通过直角结构的墙柱连接耳板6连接方钢管再生混凝土柱1,其中,墙柱连接耳板6一直角边焊接于方钢管再生混凝土柱 1上,墙柱连接耳板6另一直角边通过螺栓连接在格栅钢板4上。方钢管再生混凝土柱1通过梁柱连接耳板7连接工字钢梁2的腹板上,其中,梁柱连接耳板7一直角边焊接在方钢管再生混凝土柱1上,梁柱连接耳板7另一直角边通过螺栓连接在工字钢梁2的腹板上。
每个方钢管再生混凝土柱1包括方形钢管,每个方形钢管内浇筑有混凝土。
每个方形钢管的每个内壁上均设置至少两道加强竖肋。
墙梁连接耳板5、墙柱连接耳板6、梁柱连接耳板7的使用,便于本发明中各部件连接可靠,并且便于拆卸与组装。
工字钢梁2有自重轻、地震耗能能力强、施工简便的优点。
工字钢梁2与方钢管再生混凝土柱1、钢与混凝土组合剪力墙板组合成的结构体系,承载力高,抗震性能强。
一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,具体装配过程如下:一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,具体装配过程如下:制作钢与混凝土组合剪力墙板,将所述钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内内边缘上。
钢与混凝土组合剪力墙板的制作方法为:先制作格栅钢板4,制作时格栅钢板4边缘预留用于螺栓连接的孔洞;格栅钢板4每个格栅内浇筑有再生混凝土浆液,待再生混凝土浆液干固后,形成再生混凝土3。
钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内内边缘上的过程为:选择四个直角结构的墙梁连接耳板5,格栅钢板4靠近工字钢梁2边缘处两个面均焊接墙梁连接耳板5的一个直角边,分别将墙梁连接耳板 5另一个直角边通过螺栓连接在工字钢梁2上;
选择四个直角结构的墙柱连接耳板6,方钢管再生混凝土柱1靠近格栅钢板4边缘处均焊接均焊接墙柱连接耳板6的一个直角边,每个墙柱连接耳板6的另一个直角边通过螺栓连接于格栅钢板4上;
选择四个直角结构的梁柱连接耳板7,分别将每个梁柱连接耳板 7焊接在方钢管再生混凝土柱1上靠近工字钢梁2腹板的位置,之后再将两个相近的梁柱连接耳板7通过螺栓连接于工字钢梁2腹板的两边,之后分别将两个工字钢梁2与方钢管再生混凝土柱1接触边缘的外露部分进行施焊。
每个方钢管再生混凝土柱1包括方形钢管,每个所述方形钢管内浇筑有混凝土柱;
每个方形钢管的每个内壁上均焊接至少两道加强竖肋。本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙原理为:
钢与混凝土组合剪力墙板为预留孔洞的格栅式预制构件,具有较强的抗弯曲刚度和抗侧移刚度,格栅钢板4使得再生混凝土3处于三向受压的状态,能够提高钢与混凝土组合剪力墙板受力性能。
另外,通过设置方钢管再生混凝土柱1作为钢与混凝土组合剪力墙板的边框柱,方钢管再生混凝土柱1有较大的抗扭转刚度和抗弯曲刚度,能够减少钢与混凝土组合剪力墙板局部屈曲或者产生较大面外变形现象的发生,同时能够有效的提高钢与混凝土组合剪力墙板的地震耗能能力。整个剪力墙框架体系的优势都可以发挥出来。
采用格栅式的钢与混凝土剪力墙板能够增大与再生混凝土3的接触面积,从而保证再生混凝土3与格栅钢板4之间有充足的粘结力。再者,再生混凝土的利用也符合国家对于发展绿色建筑的提倡。所有构件皆工厂生产预制,在施工现场焊接组装,再通过螺栓连接完成装配。还具有适用于高层或超高层建筑或者受力较大的建筑结构;节能、绿色;构造简单,无需设置抗剪连接件;抗冻、抗渗性能好;无需支模,施工快;隔音、隔热性能好等多种优点。
通过上述方式,本发明一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,具体承载力高和抗震性能好的优势;将再生混凝土材料应用组合结构中,能够改善再生混凝土结构的力学性能;另外,本发明的剪力墙还具有绿色环保的特征,符合绿色建筑发展理念;本发明的一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,所有构件皆工厂生产预制,在施工现场焊接组装,再通过螺栓连接完成装配,有效地提高了施工效率,适用于高层或超高层建筑或者受力较大的建筑结构。

Claims (1)

1.一种格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙的装配方法,其特征在于,一种装配式格栅式薄壁钢板再生混凝土组合剪力墙,包括两个平行且竖直设置有两个方钢管再生混凝土柱(1),两个所述方钢管再生混凝土柱(1)之间连接有平行设置的工字钢梁(2),两个所述工字钢梁(2)与两个所述方钢管再生混凝土柱(1)形成边框架,所述边框架内边连接钢与混凝土组合剪力墙板;
所述钢与混凝土组合剪力墙板包括格栅钢板(4),所述格栅钢板(4)每个格栅内浇筑有再生混凝土(3),所述格栅钢板(4)两竖侧面分别与两个所述方钢管再生混凝土柱(1)连接,每个所述格栅钢板(4)的两横侧面与两个所述工字钢梁(2)连接;
所述格栅钢板(4)通过直角结构的墙梁连接耳板(5)连接工字钢梁(2),所述格栅钢板(4)通过直角结构的墙柱连接耳板(6)连接方钢管再生混凝土柱(1);
每个所述方钢管再生混凝土柱(1)包括方形钢管,每个所述方形钢管内浇筑有混凝土;
每个所述方形钢管的每个内壁上均设置至少两道加强竖肋;
所述方钢管再生混凝土柱(1)通过梁柱连接耳板(7)连接在工字钢梁(2)的腹板上;
具体装配过程如下:制作钢与混凝土组合剪力墙板,将所述钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内边缘上;
所述钢与混凝土组合剪力墙板的制作方法为:先制作格栅钢板(4),制作时格栅钢板(4)边缘预留用于螺栓连接的孔洞;格栅钢板(4)每个格栅内浇筑有再生混凝土浆液,待再生混凝土浆液干固后,形成再生混凝土(3);
所述钢与混凝土组合剪力墙板连接在边框架内边缘上的过程为:选择四个直角结构的墙梁连接耳板(5),格栅钢板(4)靠近工字钢梁(2)边缘处两个面均焊接墙梁连接耳板(5)的一个直角边,分别将墙梁连接耳板(5)另一个直角边通过螺栓连接在工字钢梁(2)上;
选择四个直角结构的墙柱连接耳板(6),方钢管再生混凝土柱(1)靠近格栅钢板(4)边缘处均焊接墙柱连接耳板(6)的一个直角边,每个墙柱连接耳板(6)的另一个直角边通过螺栓连接于格栅钢板(4)上;
选择四对直角结构的梁柱连接耳板(7),分别将每对梁柱连接耳板(7)焊接在方钢管再生混凝土柱(1)上靠近工字钢梁(2)腹板的位置,之后再将两个相近的梁柱连接耳板(7)通过螺栓连接于工字钢梁(2)腹板的两边,之后分别将两个工字钢梁(2)与方钢管再生混凝土柱(1)接触边缘的外露部分进行施焊;
每个所述方钢管再生混凝土柱(1)包括方形钢管,每个所述方形钢管内浇筑有混凝土;
每个所述方形钢管的每个内壁上均焊接至少两道加强竖肋。
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