CN109440973A - 一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法，属于建筑工程技术领域。所述装配式剪力墙竖向连接耗能结构，包括第一剪力墙预制构件、第二剪力墙预制构件和侧向槽形钢构件，第一剪力墙预制构件包括第一水平钢板、多个第一锚固钢筋、第一剪力墙中和多个插头钢板构件，插头钢板构件设置有螺栓孔，第二剪力墙预制构件包括第二水平钢板、多个插槽钢板构件、多个第二锚固钢筋和第二剪力墙，插槽钢板构件设置有螺栓孔，侧向槽形钢构件设置有螺栓孔。所述装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法，预制率高，便于工业化生产，能够减小现场施工难度、提升施工效率、保证施工质量，能保证安装精度和连接的有效性且具有耗能减震作用。

Description

一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法。

背景技术

传统的现浇混凝土结构存在工业化程度低，施工条件差，且易造成环境污染等问题。近年来，建设具有经济、环保、节能等特点的绿色建筑已成为我国土木工程领域的重要发展方向。因此，装配式结构以其标准化、工业化、节能环保等诸多优势获得国家大力推广和应用。

我国位于世界两大地震带―环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分活跃，突发性地震会导致巨额财产损失、人员伤亡以及重大社会影响。

装配式结构构件之间的连接是整个结构体系的研究重点，连接节点应具有足够的连接刚度和强度。在抗震设防地区，装配式结构应具有良好的抗震性能。对于装配式剪力墙结构，其预制墙体构件竖向连接技术对该类结构抗震能力的影响至关重要。现有的装配式剪力墙结构墙板竖向连接多采用灌浆套筒连接、钢筋焊接连接和间接搭接浆锚连接或后浇混凝土连接等。尽管以上连接方式均已在工程实践中得到应用，仍存在一定程度的缺陷：灌浆套筒连接存在套筒成本偏高、施工精度要求高、不适合小直径钢筋、且灌浆质量难以保证等问题；钢筋焊接连接存在着现场焊接工作量大、焊接质量难以保证等问题；间接搭接浆锚连接存在着现场施工难度大、预留孔成形质量难以保证、现场注浆量大，注浆作业时间长等问题；后浇混凝土连接属于湿法连接，仍需大量钢筋绑扎、模板支护及混凝土现场浇筑，预制率低，严重削弱了装配式建筑应有的优势。

发明内容

为了解决现有技术存在的剪力墙竖向连接结构施工难度大、施工质量难以保证、抗震性能低、施工质量验收难以实现等技术问题，本发明提供了一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构及其施工方法，预制率高，便于工业化生产；能够减小现场施工难度、提升施工效率、保证施工质量；能保证安装精度和连接的有效性且具有耗能减震作用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构，包括第一剪力墙预制构件、第二剪力墙预制构件和侧向槽形钢构件；

所述第一剪力墙预制构件包括第一水平钢板，所述第一水平钢板的上部设有多个第一锚固钢筋，所述第一锚固钢筋预埋到第一剪力墙中，第一水平钢板的下部设有多个插头钢板构件，所述插头钢板构件设置有螺栓孔；

所述第二剪力墙预制构件包括第二水平钢板，所述第二水平钢板的上部设置有多个插槽钢板构件，用于与插头钢板构件配合连接，所述插槽钢板构件设置有螺栓孔，第二水平钢板的下部设有多个第二锚固钢筋，所述第二锚固钢筋预埋到第二剪力墙中；

所述侧向槽形钢构件设置有螺栓孔，侧向槽形钢构件、插头钢板构件和插槽钢板构件的螺栓孔的位置均相对应，且通过固定螺栓连接。

所述插头钢板构件包括两块结构相同且竖向平行设置的插头钢板，所述插槽钢板构件包括两块结构相同且竖向平行设置的插槽钢板，所述插头钢板和插槽钢板的高度相等。

所述插头钢板构件的两块插头钢板之间竖向设置有第一加劲肋，所述第一加劲肋同时与两块插头钢板垂直连接，所述插槽钢板构件的两块插槽钢板的两侧竖向设置有第二加劲肋，所述第二加劲肋同时与两块插槽钢板的端部垂直连接。

所述侧向槽形钢构件设置有两个，且分别设置在插槽钢板构件的两侧，侧向槽形钢构件采用槽形钢，或者通过钢板焊接而成。

所述螺栓孔为长圆形。

所述第一锚固钢筋远离第一水平钢板的一端设有弯钩，所述第二锚固钢筋远离第二水平钢板的一端设有弯钩。

所述装配式剪力墙竖向连接耗能结构还包括O形金属阻尼装置，所述O形金属阻尼装置设置在第一水平钢板和第二水平钢板之间，O形金属阻尼装置的高度与插槽钢板构件的高度相等。

所述O形金属阻尼装置包括两块平行设置的O形钢板，两块O形钢板通过多个第一连接片连接，O形金属阻尼装置靠近第一水平钢板的一侧通过第二连接片与第一水平钢板连接，O形金属阻尼装置靠近第二水平钢板的一侧通过第二连接片与第二水平钢板连接。

所述O形钢板由软钢钢板制成。

上述装配式剪力墙竖向连接耗能结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、在第一水平钢板和第二水平钢板上分别预留锚固钢筋孔，第一锚固钢筋安装在第一水平钢板的锚固钢筋孔内并与第一水平钢板焊接连接，第二锚固钢筋安装在第二水平钢板的锚固钢筋孔内并与第二水平钢板焊接连接；

步骤二、将第一锚固钢筋预埋到第一剪力墙中，将第二锚固钢筋预埋到第二剪力墙中；

步骤三、分别在插头钢板、插槽钢板和侧向槽形钢构件上加工螺栓孔，在插头钢板构件的两块插头钢板之间焊接第一加劲肋，在插槽钢板构件的两块插槽钢板焊接第二加劲肋，将插头钢板构件与第一水平钢板焊接，将插槽钢板构件与第二水平钢板焊接；

步骤四、将O形金属阻尼装置与第一水平钢板焊接；

步骤五、现场安装第二剪力墙预制构件；

步骤六、现场安装，吊装第一剪力墙预制构件使插头钢板构件插入第二剪力墙预制构件的插槽钢板构件内；

步骤七、现场安装，将O形金属阻尼装置与第二水平钢板焊接；

步骤八、现场安装，安装两个侧向槽形钢构件，并使两个侧向槽形钢构件的螺栓孔与插头钢板构件和插槽钢板构件的螺栓孔相对应，并用固定螺栓固定。

本发明的有益效果：

(1)本发明的第一剪力墙预制构件通过第一锚固钢筋与第一剪力墙锚固，第二剪力墙预制构件通过第二锚固钢筋与第二剪力墙锚固，形成钢制节点，并且构件预制率高，便于工业化生产；

(2)现场连接组装方式为干式连接，摆脱了现场湿作业，减小了现场施工难度，提升施工效率，且施工质量更易于保证；

(3)第一剪力墙预制构件和第二剪力墙预制构件之间采用插头钢板构件和插槽钢板构件连接，能较好地保证安装精度和连接的有效性，插头钢板构件设置有第一加劲肋，插槽钢板构件设置有第二加劲肋，保证了插头钢板构件和插槽钢板构件的受压稳定性；

(4)侧向槽形钢构件、插头钢板构件和插槽钢板构件的椭圆形螺栓孔为施工留出了装配余量，便于装配施工；

(5)装配式剪力墙竖向连接耗能结构中安装了O形金属阻尼装置，并且O形钢板由软钢钢板制成，可有效耗散地震能量，具有耗能减震作用，以提升装配式剪力墙竖向连接耗能结构的抗震性能。

附图说明

图1为本发明提供的装配式剪力墙竖向连接耗能结构的分解立体图；

图2为本发明提供的装配式剪力墙竖向连接耗能结构装配完成后的立体图；

图3为本发明提供的装配式剪力墙竖向连接耗能结构的装配完成后的正面图；

图4为本发明提供的图3中A-A剖面图；

图5为本发明提供的图3中B-B剖面图；

图6为本发明提供的第一水平钢板、第一锚固钢筋、插头钢板构件、第二水平钢板、第二锚固钢筋和插槽钢板构件的正面图；

图7为本发明提供的O形金属阻尼装置、第一连接片和第二连接片连接的示意图。

图中：1-第一水平钢板；2-第二水平钢板；3-第一锚固钢筋；4-第二锚固钢筋；5-第一剪力墙；6-第二剪力墙；7-插头钢板构件；8-插槽钢板构件；9-第一加劲肋；10-第二加劲肋；11-O形金属阻尼装置；12-第一连接片；13-第二连接片；14-侧向槽形钢构件；15-固定螺栓；16-垫片；17-螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“两侧”、“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图7所示，本发明提供了一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构，包括第一剪力墙预制构件、第二剪力墙预制构件和侧向槽形钢构件14；

第一剪力墙预制构件包括第一水平钢板1，第一水平钢板1的上部设有多个第一锚固钢筋3，第一锚固钢筋3预埋到第一剪力墙5中，第一水平钢板1的下部设有多个插头钢板构件7，插头钢板构件7设置有螺栓孔；

第二剪力墙预制构件包括第二水平钢板2，第二水平钢板2的上部设置有多个插槽钢板构件8，用于与插头钢板构件7配合连接，插槽钢板构件8设置有螺栓孔，第二水平钢板2的下部设有多个第二锚固钢筋4，第二锚固钢筋4预埋到第二剪力墙6中；

侧向槽形钢构件14设置有螺栓孔，侧向槽形钢构件14、插头钢板构件7和插槽钢板构件8的螺栓孔的位置均相对应，且通过固定螺栓15连接。

本实施例中，如图1和2所示，第一剪力墙预制构件和第二剪力墙预制构件均在工厂预制完成，第一锚固钢筋3和第二锚固钢筋4均为一端带弯钩的结构用于与墙体锚固，第一锚固钢筋3远离第一水平钢板1的一端设有弯钩，第二锚固钢筋4远离第二水平钢板2的一端设有弯钩，第一剪力墙5和第二剪力墙6均为钢筋混凝土剪力墙。固定螺栓15采用双头螺柱，双头螺柱长度能保证贯穿整个连接结构后有足够的长度用螺母17固定，采用双头螺柱连接并且连接时设置有垫片16，用以对侧向槽形钢构件14、插头钢板构件7和插槽钢板构件8进行更好的固定以提高装配式剪力墙竖向连接耗能结构的强度和刚度，增加装配式剪力墙竖向连接耗能结构的稳定性。

本实施例中，如图1和2所示，装配式剪力墙竖向连接耗能结构在预制安装的过程中，第一剪力墙预制构件位于上部、第二剪力墙预制构件位于下部，在实际应用中，第一剪力墙预制构件的上部可以继续连接多个剪力墙预制构件，第二剪力墙预制构件的下部可以继续连接多个剪力墙预制构件，相邻两个剪力墙预制构件之间均采用本发明的装配式剪力墙竖向连接耗能结构进行连接。

插头钢板构件7包括两块结构相同且竖向平行设置的插头钢板，插槽钢板构件8包括两块结构相同且竖向平行设置的插槽钢板，插头钢板和插槽钢板的高度相等。插头钢板构件7的两块插头钢板之间竖向设置有第一加劲肋9，第一加劲肋9同时与两块插头钢板垂直连接，插槽钢板构件8的两块插槽钢板的两侧竖向设置有第二加劲肋10，第二加劲肋10同时与两块插槽钢板的端部垂直连接。侧向槽形钢构件14上设置有第三加劲肋和/或楼板固定连接件。本实施例中，如图1、4、5和6所示，插槽钢板构件8的两块插槽钢板与两块第二加劲肋10焊接后，形成上下开口的长方体形结构，插槽钢板构件8与插头钢板构件7安装时，插头钢板构件7插入插槽钢板构件8的内部，插槽钢板构件8与插头钢板构件7的高度相等以确保准确、稳固插接，侧向槽形钢构件14、插头钢板构件7和插槽钢板构件8的螺栓孔的大小相等、位置对应，用以保证固定螺栓15能贯穿插入，如图6所示，螺栓孔为长圆形，即两端为圆弧形，中段为直线形，既能留出加工和装配余量，又能保证在地震作用下O形金属阻尼装置11能产生塑性变形以耗散能量。第一加劲肋9和第二加劲肋10的作用是为插头钢板构件7和插槽钢板构件8提供侧向约束，提高其受压的稳定性。优选地，侧向槽形钢构件14上设置有第三加劲肋，在整体装配式剪力墙竖向连接耗能结构中，侧向槽形钢构件14在结构中所处的高度位置也是楼板的设置位置，所以，可以在侧向槽形钢构件14上安装与预制楼板连接的节点。

侧向槽形钢构件14设置有两个，且分别设置在插槽钢板构件8的两侧，侧向槽形钢构件14采用槽形钢，或者通过钢板焊接而成。本实施例中，如图1至图3所示，侧向槽形钢构件14沿第一剪力墙预制构件和第二剪力墙预制构件的长度方向设置。

装配式剪力墙竖向连接耗能结构还包括O形金属阻尼装置11，O形金属阻尼装置11设置在第一水平钢板1和第二水平钢板2之间，O形金属阻尼装置11的高度与插槽钢板构件8的高度相等。O形金属阻尼装置11包括两块平行设置的O形钢板，两块O形钢板通过多个第一连接片12连接，O形金属阻尼装置11靠近第一水平钢板1的一侧通过第二连接片13与第一水平钢板1连接，O形金属阻尼装置11靠近第二水平钢板2的一侧通过第二连接片13与第二水平钢板2连接。O形钢板由软钢钢板制成。本实施例中，如图1和7所示，第一连接片12连接位于两块O形钢板之间，用于连接两块O形钢板，第二连接片13为直角结构，一个直角边与O形钢板焊接连接，另一个直角边与邻近的第一水平钢板1或者第二水平钢板2焊接连接。

上述装配式剪力墙竖向连接耗能结构的施工方法，包括如下步骤：

步骤一、在第一水平钢板1和第二水平钢板2上分别预留锚固钢筋孔，第一锚固钢筋3安装在第一水平钢板1的锚固钢筋孔内并与第一水平钢板1焊接连接，第二锚固钢筋4安装在第二水平钢板2的锚固钢筋孔内并与第二水平钢板2焊接连接；

步骤二、将第一锚固钢筋3预埋到第一剪力墙5中，将第二锚固钢筋4预埋到第二剪力墙6中；

步骤三、分别在插头钢板、插槽钢板和侧向槽形钢构件14上加工螺栓孔，在插头钢板构件7的两块插头钢板之间焊接第一加劲肋9，在插槽钢板构件8的两块插槽钢板焊接第二加劲肋10，将插头钢板构件7与第一水平钢板1焊接，将插槽钢板构件8与第二水平钢板2焊接；

步骤四、将O形金属阻尼装置11与第一水平钢板1焊接；

步骤五、现场安装第二剪力墙预制构件；

步骤六、现场安装，吊装第一剪力墙预制构件使插头钢板构件7插入第二剪力墙预制构件的插槽钢板构件8内；

步骤七、现场安装，将O形金属阻尼装置11与第二水平钢板2焊接；

步骤八、现场安装，安装两个侧向槽形钢构件14，并使两个侧向槽形钢构件14的螺栓孔与插头钢板构件7和插槽钢板构件8的螺栓孔相对应，并用固定螺栓15固定。

本实施例中，步骤四可以在工厂里预制也可以在现场安装，将固定螺栓15穿入侧向槽形钢构件14、插头钢板构件7和插槽钢板构件8的螺栓孔内，两侧安装垫片16并用螺母17拧紧。施工时，第一剪力墙预制构件和第二剪力墙预制构件的主体均由钢筋混凝土浇筑而成，浇筑的时候应将第一锚固钢筋3预埋到第一剪力墙5中，将第二锚固钢筋4预埋到第二剪力墙6中，浇筑后第一剪力墙5与带有第一锚固钢筋3的第一水平钢板1形成整体，浇筑后第二剪力墙6与带有第二锚固钢筋4的第二水平钢板2形成整体。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，包括第一剪力墙预制构件、第二剪力墙预制构件和侧向槽形钢构件；

所述第一剪力墙预制构件包括第一水平钢板，所述第一水平钢板的上部设有多个第一锚固钢筋，所述第一锚固钢筋预埋到第一剪力墙中，第一水平钢板的下部设有多个插头钢板构件，所述插头钢板构件设置有螺栓孔；

所述第二剪力墙预制构件包括第二水平钢板，所述第二水平钢板的上部设置有多个插槽钢板构件，用于与插头钢板构件配合连接，所述插槽钢板构件设置有螺栓孔，第二水平钢板的下部设有多个第二锚固钢筋，所述第二锚固钢筋预埋到第二剪力墙中；

所述侧向槽形钢构件设置有螺栓孔，侧向槽形钢构件、插头钢板构件和插槽钢板构件的螺栓孔的位置均相对应，且通过固定螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述插头钢板构件包括两块结构相同且竖向平行设置的插头钢板，所述插槽钢板构件包括两块结构相同且竖向平行设置的插槽钢板，所述插头钢板和插槽钢板的高度相等。

3.根据权利要求2所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述插头钢板构件的两块插头钢板之间竖向设置有第一加劲肋，所述第一加劲肋同时与两块插头钢板垂直连接，所述插槽钢板构件的两块插槽钢板的两侧竖向设置有第二加劲肋，所述第二加劲肋同时与两块插槽钢板的端部垂直连接。

4.根据权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述侧向槽形钢构件设置有两个，且分别设置在插槽钢板构件的两侧，侧向槽形钢构件采用槽形钢，或者通过钢板焊接而成。

5.根据权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述螺栓孔为长圆形。

6.根据权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述第一锚固钢筋远离第一水平钢板的一端设有弯钩，所述第二锚固钢筋远离第二水平钢板的一端设有弯钩。

7.根据权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，还包括O形金属阻尼装置，所述O形金属阻尼装置设置在第一水平钢板和第二水平钢板之间，O形金属阻尼装置的高度与插槽钢板构件的高度相等。

8.根据权利要求7所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述O形金属阻尼装置包括两块平行设置的O形钢板，两块O形钢板通过多个第一连接片连接，O形金属阻尼装置靠近第一水平钢板的一侧通过第二连接片与第一水平钢板连接，O形金属阻尼装置靠近第二水平钢板的一侧通过第二连接片与第二水平钢板连接。

9.根据权利要求8所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构，其特征在于，所述O形钢板由软钢钢板制成。

10.权利要求1所述的装配式剪力墙竖向连接耗能结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在第一水平钢板和第二水平钢板上分别预留锚固钢筋孔，第一锚固钢筋安装在第一水平钢板的锚固钢筋孔内并与第一水平钢板焊接连接，第二锚固钢筋安装在第二水平钢板的锚固钢筋孔内并与第二水平钢板焊接连接；

步骤二、将第一锚固钢筋预埋到第一剪力墙中，将第二锚固钢筋预埋到第二剪力墙中；

步骤三、分别在插头钢板、插槽钢板和侧向槽形钢构件上加工螺栓孔，在插头钢板构件的两块插头钢板之间焊接第一加劲肋，在插槽钢板构件的两块插槽钢板焊接第二加劲肋，将插头钢板构件与第一水平钢板焊接，将插槽钢板构件与第二水平钢板焊接；

步骤四、将O形金属阻尼装置与第一水平钢板焊接；

步骤五、现场安装第二剪力墙预制构件；

步骤六、现场安装，吊装第一剪力墙预制构件使插头钢板构件插入第二剪力墙预制构件的插槽钢板构件内；

步骤七、现场安装，将O形金属阻尼装置与第二水平钢板焊接；

步骤八、现场安装，安装两个侧向槽形钢构件，并使两个侧向槽形钢构件的螺栓孔与插头钢板构件和插槽钢板构件的螺栓孔相对应，并用固定螺栓固定。