CN109235702B - 一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构;四块所述肋板布置在四周,两块所述的钢墙板布置在两侧,通过焊接组成了箱型的剪力墙外壳;所述剪力墙外壳四周的肋板上均匀设置有高强螺栓孔或对拉螺栓孔a;两块所述的钢墙板的上部整齐设置有对拉螺栓孔b;两块所述的钢墙板的内部整齐均匀的焊接有栓钉;所述剪力墙外壳内设置有混凝土板;本发明能有效控制混凝土裂缝宽度并防止混凝土过早被压碎,从而提高内填混凝土的变形能力,混凝土板不直接承担水平荷载,而仅作为钢板的侧向约束防止钢板发生平面外屈曲,可以降低混凝土板的开裂;另外,在实际应用时该剪力墙结构中的钢肋板既是施工拼装用板又可提高墙体面外刚度。
Description
技术领域
本发明涉及剪力墙结构领域,特别涉及一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构及其施工方法。
背景技术
为了满足人们日益增长的需求,高层建筑物也随之出现,但高层建筑结构设计难点在于控制侧移,而墙体构件可以明显地提高结构的抗侧刚度,减小建筑物的侧移,因而在高层建筑中被广泛应用。
传统的单钢板剪力墙,在水平荷载作用下,混凝土板角部与钢框架之间发生挤压变形,导致混凝土板角部提前开裂或者压碎,栓钉部位的混凝土也会紧跟着角部的压碎而破坏,而失去混凝土板的钢板力学性能大大减小,易发生屈曲变形。传统的双钢板组合剪力墙在浇筑混凝土的时候,两侧钢板底部容易受到较大侧向荷载作用而发生鼓曲现象,并且混凝土不易密实,从而降低剪力墙强度。
发明内容
本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,其解决了传统的单钢板剪力墙易发生屈曲变形,以及混凝土不易密实,使得剪力墙强度降低等问题;本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,其混凝土填充于钢板内部,能始终对钢板起到约束作用,防止钢板过早屈曲;而外侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用,有效控制混凝土裂缝宽度并防止混凝土过早被压碎,从而提高内填混凝土的变形能力;另外,在实际应用时混凝土板不直接承担水平荷载,而仅作为钢板的侧向约束防止钢板发生平面外屈曲,可以大大降低混凝土板的开裂,另外,在实际应用时该剪力墙结构中的钢肋板既是施工拼装用板又可提高墙体面外刚度。
本发明解决其技术问题所采用的的技术方案为:本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,包括剪力墙外墙与剪力墙内墙;所述剪力墙外墙与剪力墙内墙均包括四块肋板与两块钢墙板;四块所述肋板布置在四周,两块所述的钢墙板布置在两侧,通过焊接组成了箱型的剪力墙外壳;所述肋板上均匀设置有高强螺栓孔或对拉螺栓孔a;两块所述的钢墙板的上部整齐设置有对拉螺栓孔b,且一侧钢墙板上部开设有一个灌浆孔,两侧各开设一个排气孔;两块所述的钢墙板的内部整齐均匀的焊接有栓钉;所述剪力墙外壳内设置有混凝土板;灌浆孔用于往剪力墙外壳内部注入混凝土;混泥土凝固后形成混凝土板与栓钉锚固在一起,保证混凝土板与剪力墙外壳整体协同工作。
优选的,所述剪力墙外墙中的两块所述钢墙板中的一块钢墙板上焊接有若干个楔形的牛腿;
优选的,所述剪力墙内墙中的两块所述钢墙板上焊接有若干个楔形的牛腿5;
优选的,所述剪力墙外墙之间通过方钢暗柱或者高强螺栓进行拼装连接。
优选的,所述剪力墙内墙之间通过方钢暗柱或者高强螺栓进行拼装连接。
优选的,所述方钢暗柱的外壳为空心钢管,所述空心钢管的边长与肋板的宽度一致,其两侧根据肋板上开设的对拉螺栓孔b对应开设有螺栓孔,所述螺栓孔内安装有对拉螺栓的钢衬管;所述钢衬管与螺栓孔焊接;所述方钢暗柱的一侧开设有一个灌浆孔,另外两侧各开设一个排气孔;所述空心钢管内灌注有混凝土。
优选的,一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构的施工方法,包括如下步骤:
步骤1:四块肋板外伸面根据实际拼装情况调整角度并布置高强螺栓孔,两侧钢墙板根据楼板的螺栓孔位置布置对拉螺栓孔b,并且在钢墙板的对拉螺栓孔b上焊接相应数量的钢衬管,目的是为了在剪力墙上预留对拉螺栓孔b;之后在钢墙板上部中心处开设一个灌浆孔、在两侧各开设一个排气孔;之后在两钢板墙面的内部焊接栓钉;方钢暗柱根据实际拼装情况调整角度并且布置对拉螺栓孔b,并且在对拉螺栓孔b上焊接相应数量的钢衬管;之后在方钢暗柱的一侧开设一个灌浆孔、在另外两侧各开设一个排气孔;
步骤2:四周肋板和两块钢墙板之间通过焊接形成箱型结构,然后从剪力墙灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
从方钢暗柱的灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
步骤3:养护完成后,在钢墙板上焊上若干楔形牛腿;先将牛腿直角面和钢墙板外部紧贴,之后将牛腿的侧面与左侧或右侧的肋板的外伸面紧贴,然后使牛腿的直角短边长度和肋板外伸长度一致,牛腿的直角短边面与肋板的外伸顶面在同一水平面,最后将牛腿与钢墙板的贴合处以及牛腿与肋板的贴合处通过焊接固定住;
步骤4:在灌浆孔和排气孔上紧密贴合焊接上圆形密封钢板,使剪力墙和方钢暗柱形成一个密封整体;
步骤5:现场施工:每一个剪力墙为一个独立单元;全部构件预制完成后,将剪力墙和方钢暗柱运至现场,搭设脚手架,逐个拼接;将需要拼装的剪力墙放置在施工现场的临时支撑上,各剪力墙的连接点采用“栓焊结合”即拼装时用高强螺栓固定后,再将拼接肋焊接在一起;边部肋板与方钢暗柱侧边连接,采用“栓焊结合”;上下方钢暗柱采用焊接方式连接;剪力墙和楼板边部采用“栓焊结合”,并将楼板放置于牛腿和肋板处,再沿着楼板与肋板、牛腿交接边缘进行焊接;牛腿的目的是使剪力墙和楼板集中应力处转为均匀受力,可防止钢墙板局部屈曲;剪力墙水平连接和竖向连接均采用“栓焊连接”,更有效的保证了钢墙板间的稳定连接;
步骤6:装饰装修:拼装完成后,在剪力墙外侧的钢墙板表面喷涂防火涂料、放置隔热、保温材料;边部剪力墙的外侧肋板喷涂防火涂料后再填充隔热保温材料,之后在肋板外边缘焊接钢丝网,并用水泥砂浆抹面,最后喷真石漆或其他面层材料;中部剪力墙和边部剪力墙内侧的钢墙板上焊接钢丝网后涂刷防火涂料,水泥砂浆抹面,最后做装饰面层。
本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,其混凝土填充于钢板内部,能始终对钢板起到约束作用,防止钢板过早屈曲;而外侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用,有效控制混凝土裂缝宽度并防止混凝土过早被压碎,从而提高内填混凝土的变形能力。另外,在实际应用时混凝土板不直接承担水平荷载,而仅作为钢板的侧向约束防止钢板发生平面外屈曲,可以大大降低混凝土板的开裂。
传统的双钢板组合剪力墙在浇筑混凝土的时候,两侧钢板底部容易受到较大侧向荷载作用而发生鼓曲现象,并且混凝土不易密实,从而降低混凝土板强度;而该一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构每个单元都在工厂预制,混凝土是钢板在工厂模台平放后浇筑振捣养护,所以不会发生钢板鼓曲的现象且混凝土密实、可以有效保证加工质量;
传统双钢板混凝土组合剪力墙在施工现场现浇混凝土并且养护,花费时间长,还要预防冬雨季时期,延长了施工周期;而该一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构在工厂预制而成,在现场仅需要进行拼接、拧螺栓及焊接工作,并且焊接工作可采用焊接机器人完成,因此又可以大大缩短现场施工时间。而且混凝土板面积较小,重量相对较轻,在施工过程中不需要大型的运输和安装设备,施工方便,从而节省安装费用;
在地震作用下,传统双钢板剪力墙在对拉螺栓处承压大,易发生破坏;而该一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构中的牛腿可以有效的把楼板处传来的力分散至钢板剪力墙处,而不至于使螺栓处承担大部分的力而发生破坏。
传统双钢板剪力墙施工要设置临时支架支撑钢板,使钢板形成空腔后再浇筑混凝土;而该一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构中的肋板既是拼装用板又可提高墙体面外刚度,施工时只需将第一块预制钢板墙竖放后加设临时支撑,后续预制钢板墙与第一块直接拼装即可而无需增加临时支撑,此外该一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构承载力高、抗侧刚度大、耗能能力好及用料少墙体薄等特点,解决了传统剪力墙对高层建筑的抗侧力不足和过厚问题,具有广阔的实际应用前景,能做到安全、经济、适用、层高、先进等方面的要求,具有极大的工程应用价值和社会经济效益。
附图说明
图1是本发明剪力墙的主视剖面结构示意图;
图2是本发明剪力墙外墙立体图;
图3是本发明剪力墙外墙侧视图;
图4是本发明剪力墙内墙立体图;
图5是本发明剪力墙内墙侧视图;
图6是本发明剪力墙外墙俯视剖面图;
图7是本发明剪力墙内墙俯视剖面图;
图8是本发明方钢暗柱主视剖面图;
图9是本发明方钢暗柱立面图;
图10是本发明方钢暗柱剖面图;
图11是本明剪力墙平行拼接图;
图12是本发明剪力墙转角L型拼接图;
图13是本发明剪力墙T型拼接图。
附图标记说明:1-肋板,2-高强螺栓孔,3-钢墙板,4-对拉螺栓孔b,5-牛腿,6-栓钉,7-混凝土板,8-空心钢管,9-高强螺栓,10-钢衬管,11-方钢暗柱。
具体实施方式
下面对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制;
如图1-13所示:一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构;包括剪力墙外墙与剪力墙内墙;所述剪力墙外墙与剪力墙内墙均包括四块肋板1与两块钢墙板3;四块所述肋板1布置在四周,两块所述的钢墙板3布置在两侧,通过焊接组成了箱型的剪力墙外壳;所述肋板1上均匀设置有高强螺栓孔2或对拉螺栓孔a;两块所述的钢墙板3的上部整齐设置有对拉螺栓孔b4,且一侧钢墙板3上部开设有一个灌浆孔,另外两侧各开设一个排气孔;两块所述的钢墙板3的内部整齐均匀的焊接有栓钉6;所述剪力墙外壳内设置有混凝土板7;灌浆孔用于往剪力墙外壳内部注入混凝土;混泥土凝固形成混凝土板7后与栓钉6锚固在一起,保证混凝土与剪力墙外壳整体协同工作。
优选的,所述剪力墙外墙中的两块所述钢墙板3中的一块钢墙板3上焊接有若干个楔形的牛腿5;
优选的,所述剪力墙内墙中的两块所述钢墙板3上焊接有若干个楔形的牛腿5;
优选的,所述剪力墙外墙之间通过方钢暗柱11或者高强螺栓9进行拼装连接。
优选的,所述剪力墙内墙之间通过方钢暗柱11或者高强螺栓9进行拼装连接。
优选的,所述方钢暗柱11的外壳为空心钢管8,所述空心钢管8的边长与肋板1的宽度一致,其两侧根据肋板1上开设的对拉螺栓孔b4对应开设有螺栓孔,所述螺栓孔内安装有对拉螺栓的钢衬管10;所述钢衬管10与螺栓孔焊接;所述方钢暗柱11的一侧开设有一个灌浆孔,另外两侧各开设一个排气孔;所述空心钢管8内灌注有混凝土。
优选的,一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构得施工方法,包括如下步骤:
步骤1:四块肋板1外伸面根据实际拼装情况调整角度并布置高强螺栓孔2,两侧钢墙板3根据楼板的螺栓孔位置布置对拉螺栓孔b4,并且在钢墙板3的对拉螺栓孔b4上焊接相应数量的钢衬管10,目的是为了在剪力墙上预留对拉螺栓孔b4;之后在钢墙板3上部开设一个灌浆孔、在两侧各开设一个排气孔;之后在两钢板墙面3的内部焊接栓钉6;方钢暗柱11根据实际拼装情况调整角度并且布置对拉螺栓孔b4,并且在对拉螺栓孔上焊接相应数量的钢衬管10;之后在方钢暗柱11的一侧开设一个灌浆孔、在另外两侧各开设一个排气孔;
步骤2:四周肋板1和两块钢墙板3之间通过焊接形成箱型结构,然后从剪力墙灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
从方钢暗柱11的灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
步骤3:养护完成后,在钢墙板3上焊上若干楔形牛腿5;先将牛腿5直角面和钢墙板3外部紧贴,之后将牛腿5的侧面与左侧或右侧的肋板1的外伸面紧贴,然后使牛腿5的直角短边长度和肋板1外伸长度一致,牛腿5的直角短边面与肋板1的外伸顶面在同一水平面,最后将牛腿5与钢墙板3的结贴合处以及牛腿5与肋板1的贴合处通过焊接固定住;
步骤4:在灌浆孔和排气孔上紧密贴合焊接上圆形密封钢板,使剪力墙和方钢暗柱11形成一个密封整体;
步骤5:现场施工:每一个剪力墙为一个独立单元;全部构件预制完成后,将剪力墙和方钢暗柱11运至现场,搭设脚手架,逐个拼接;将需要拼装的剪力墙放置在施工现场的临时支撑上,各剪力墙的连接点采用“栓焊结合”即拼装时用高强螺栓固定后,再将拼接肋1焊接在一起;边部肋板1与方钢暗柱11侧边连接,采用“栓焊结合”;上下方钢暗柱11采用焊接方式连接;剪力墙和楼板边部采用“栓焊结合”,并将楼板放置于牛腿5和肋板1处,再沿着楼板与肋板1和牛腿5交接边缘进行焊接;牛腿5的目的是使剪力墙和楼板集中应力处转为均匀受力,可防止钢墙板3局部屈曲;剪力墙水平连接和竖向连接均采用“栓焊连接”,更有效的保证了钢墙板3间的稳定连接;
步骤6:装饰装修:拼装完成后,在剪力墙外侧的钢墙板3表面喷涂防火涂料、放置隔热、保温材料;边部剪力墙的外侧肋板1喷涂防火涂料后再填充隔热保温材料,之后在肋板1外边缘焊接钢丝网,并用水泥砂浆抹面,最后喷真石漆或其他面层材料;中部剪力墙和边部剪力墙内侧的钢墙板3上焊接钢丝网后涂刷防火涂料,水泥砂浆抹面,最后做装饰面层。
本发明提供一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,其混凝土填充于钢板内部,能始终对钢板起到约束作用,防止钢板过早屈曲;而外侧钢板对内填混凝土同样具有约束作用,有效控制混凝土裂缝宽度并防止混凝土过早被压碎,从而提高内填混凝土的变形能力。另外,在实际应用时混凝土板不直接承担水平荷载,而仅作为钢板的侧向约束防止钢板发生平面外屈曲,可以大大降低混凝土板的开裂。
以上公开的仅为本发明的具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构,包括剪力墙外墙与剪力墙内墙; 其特征在于,所述剪力墙外墙与剪力墙内墙均包括四块肋板(1)与两块钢墙板(3);四块所述肋板(1)布置在四周,两块所述的钢墙板(3)布置在两侧,通过焊接组成了箱型的剪力墙外壳;所述肋板(1)上均匀设置有高强螺栓孔(2)或对拉螺栓孔a;两块所述的钢墙板(3)的上部整齐设置有对拉螺栓孔b(4),且一侧钢墙板(3)上部开设有一个灌浆孔,两侧各开设一个排气孔;两块所述的钢墙板(3)的内部整齐均匀的焊接有栓钉(6); 所述剪力墙外壳内设置有混凝土板(7);
所述剪力墙外墙中的两块所述钢墙板(3)中的一块钢墙板(3)上焊接有若干个楔形的牛腿(5);
所述剪力墙内墙中的两块所述钢墙板(3)上焊接有若干个楔形的牛腿(5);
所述剪力墙外墙之间通过方钢暗柱(11)或者高强螺栓(9)进行拼装连接;
所述剪力墙内墙之间通过方钢暗柱(11)或者高强螺栓(9)进行拼装连接;
所述方钢暗柱(11)的外壳为空心钢管(8),所述空心钢管(8)的边长与肋板(1)的宽度一致,其两侧根据肋板(1)上开设的对拉螺栓孔b(4)对应开设有螺栓孔,所述螺栓孔内安装有对拉螺栓的钢衬管(10);所述钢衬管(10)与螺栓孔焊接;所述方钢暗柱(11)的一侧开设有一个灌浆孔,另外两侧各开设一个排气孔;所述空心钢管(8)内灌注有混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种带肋的装配式双钢板组合剪力墙结构的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:在工厂加工:四块肋板(1)外伸面根据实际拼装情况调整角度并布置高强螺栓孔(2),两侧钢墙板(3)根据楼板的螺栓孔位置布置对拉螺栓孔b(4),并且在钢墙板(3)的对拉螺栓孔b(4)上焊接相应数量的钢衬管(10),目的是为了在剪力墙上预留对拉螺栓孔b(4);之后在钢墙板(3)上部开设一个灌浆孔、在两侧各开设一个排气孔;之后在两钢墙(3)的内部焊接栓钉(6);方钢暗柱(11)根据实际拼装情况调整角度并且布置对拉螺栓孔b(4),并且在对拉螺栓孔b(4)上焊接相应数量的钢衬管(10);之后在方钢暗柱(11)的一侧开设一个灌浆孔、在另外两侧各开设一个排气孔;
步骤2:四周肋板(1)和两块钢墙板(3)之间通过焊接形成箱型结构,然后从剪力墙灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
从方钢暗柱(11)的灌浆孔浇筑混凝土并振捣密实,在工厂完成混凝土养护;
步骤3:养护完成后,在钢墙板(3)上焊上若干楔形牛腿(5);先将牛腿(5)直角面和钢墙板(3)外部紧贴,之后将牛腿(5)的侧面与左侧或右侧的肋板(1)的外伸面紧贴,然后使牛腿(5)的直角短边长度和肋板(1)外伸长度一致,牛腿(5)的直角短边面与肋板(1)的外伸顶面在同一水平面,最后将牛腿(5)与钢墙板(3)的贴合处以及牛腿(5)与肋板(1)的贴合处通过焊接固定住;
步骤4:在灌浆孔和排气孔上紧密贴合焊接上圆形密封钢板,使剪力墙和方钢暗柱(11)形成一个密封整体;
步骤5:现场施工:每一个剪力墙为一个独立单元;全部构件预制完成后,将剪力墙和方钢暗柱(11)运至现场,搭设脚手架,逐个拼接;将需要拼装的剪力墙放置在施工现场的临时支撑上,各剪力墙的连接点采用“栓焊结合”即拼装时用高强螺栓固定后,再将拼接肋板(1)焊接在一起;边部肋板(1)与方钢暗柱(11)侧边连接,采用“栓焊结合”;上下方钢暗柱(11)采用焊接方式连接;剪力墙和楼板边部采用“栓焊结合”,并将楼板放置于牛腿(5)和肋板(1)处,再沿着楼板与肋板(1)和牛腿(5)交接边缘进行焊接;牛腿(5)的目的是使剪力墙和楼板集中应力处转为均匀受力,可防止钢墙板(3)局部屈曲;剪力墙水平连接和竖向连接均采用“栓焊连接”,更有效的保证了钢墙板(3)间的稳定连接;
步骤6:装饰装修:拼装完成后,在剪力墙外侧的钢墙板(3)表面喷涂防火涂料、放置隔热、保温材料;边部剪力墙的外侧肋板(1)喷涂防火涂料后再填充隔热保温材料,之后在肋板(1)外边缘焊接钢丝网,并用水泥砂浆抹面,最后喷真石漆或其他面层材料;中部剪力墙和边部剪力墙内侧的钢墙板(3)上焊接钢丝网后涂刷防火涂料,水泥砂浆抹面,最后做装饰面层。
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