CN109653402A - 一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢板‑超高强度混凝土组合剪力墙结构，包括一外包钢盒、二钢支座和若干螺栓。二钢支座经完全包覆密封材料后置于外包钢盒的内腔底部的长度方向的两端，外包钢盒内浇筑有超高强度混凝土。本发明的钢板‑超高强度混凝土组合剪力墙结构的边缘构件中设置了钢支座，在组合剪力墙承受较大面内弯矩时，剪力墙端部的变形由钢支座承担，避免端部的混凝土被压溃，保证了所述组合剪力墙在较大的变形情况下仍具备较高的承载力。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构。
背景技术
钢板混凝土组合剪力墙是近年来发展起来的一种新型高效的组合构件，它由外包钢板和内填混凝土组成。由于内填混凝土对钢板的侧向约束，钢板的整体或局部稳定性得到了提升，避免钢板过早出现局部曲屈现象；同时，钢板也会约束内填混凝土的外胀，增强了混凝土的承载和变形能力。通过组合作用的发挥，钢板混凝土组合剪力墙能够充分发挥钢材和混凝土两者的材料性能。另外，外包钢板在施工阶段可作为混凝土浇筑的模板使用，从而大大缩短工期，并且在使用阶段可防止混凝土裂缝外露，延缓内部钢筋锈蚀。由于上述优点，钢板混凝土组合剪力墙在超高层建筑中得到了越来越广泛的应用。钢板混凝土组合剪力墙在受到平面内弯矩作用时，墙体一侧受拉，一侧受压，由钢板和内填混凝土共同承担。对于受压侧，当墙端混凝土变形超过其极限压应变时混凝土被压溃，导致墙体承载力下降。在采用了超高强度混凝土后，钢板对混凝土的约束效果较之采用普通混凝土有所下降，导致组合剪力墙的后期变形能力较差。基于上述原因，钢板-超高强度混凝土组合剪力墙较难在实际工程中推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构。
本发明的技术方案如下：
一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，包括
一外包钢盒，为一长方体状，具有一底板、相对而设的二长侧壁和相对而设的二厚侧壁，二长侧壁上均均匀分布有若干螺栓孔；
二钢支座，均包括一上端板、一下端板和若干连接钢管，上端板和下端板通过若干连接钢管相固接，上端板和下端板的形状尺寸相同，且上端板和下端板的宽度比外包钢盒的内腔的宽度小4-6mm，上端板和下端板的长度为外包钢盒的内腔的长度的20-30％，钢支座的高度为外包钢盒的宽度的1.0-1.5倍；
和若干螺栓，适配上述若干螺栓孔；
二钢支座经完全包覆密封材料后置于外包钢盒的内腔底部的长度方向的两端，外包钢盒内浇筑有超高强度混凝土，使得当受到平面内弯矩作用时，受压侧的变形主要集中于钢支座并防止受压侧的超高强度混凝土达到极限压应变，避免超高强度混凝土被压溃；外包钢盒的二长侧壁通过上述若干螺栓相连以防止二长侧壁向外曲屈，相邻螺栓孔的中心距不小于螺栓孔的直径3倍且不大于300mm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述外包钢盒具有Q345钢材质的一底板、相对而设的二长侧壁和相对而设的二厚侧壁。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢支座包括Q235钢材质的一上端板、一下端板和若干连接钢管。
在本发明的一个优选实施方案中，所述二钢支座经完全包覆FRP布后置于外包钢盒的内腔底部的长度方向的两端。
在本发明的一个优选实施方案中，所述超高强度混凝土的等级为C150或其以上。
在本发明的一个优选实施方案中，所述外包钢盒的底板、长侧壁和厚侧壁的厚度为10-25mm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述钢支座的上端板和下端板的厚度为30-35mm。
在本发明的一个优选实施方案中，每一钢支座的若干连接钢管的横截面的总面积为上端板的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土达到极限压应变前，所述钢支座中的连接钢管均已进入屈服阶段。
本发明的有益效果是：
1、本发明的钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构的边缘构件中设置了钢支座，在组合剪力墙承受较大面内弯矩时，剪力墙端部的变形由钢支座承担，避免端部的混凝土被压溃，保证了所述组合剪力墙在较大的变形情况下仍具备较高的承载力。
2、本发明的钢支座在地震发生时可起到耗散能量的作用，从而提高了钢板-超高强度混凝土组合剪力墙的抗震性能。
附图说明
图1为本发明的钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构的正视图。
图2为本发明的钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构的俯视图。
图3为本发明的钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构的纵向结构剖视图。
图4为本发明中的钢支座的立体结构示意图。
图5为本发明中的钢支座的正视图。
图6为本发明中的钢支座的横截面示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
如图1至3所示，一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，包括一外包钢盒1、二钢支座2和若干螺栓3。
外包钢盒1，为一长方体状，具有Q345钢材质的一底板10、相对而设的二长侧壁11和相对而设的二厚侧壁12，二长侧壁11上均均匀分布有若干螺栓孔110，上述底板10、长侧壁11和厚侧壁12的厚度为10-25mm；
二钢支座2，如图4和5所示，均包括Q235钢材质的一上端板21、一下端板22和若干连接钢管23，上端板21和下端板22通过若干连接钢管23相固接(焊接)，上端板21和下端板22的形状尺寸相同，上端板21和下端板22的厚度为30-35mm，且上端板21和下端板22的宽度比外包钢盒1的内腔的宽度小4-6mm，上端板21和下端板22的长度为外包钢盒1的内腔的长度的20-30％，钢支座2的高度为外包钢盒1的宽度的1.0-1.5倍；优选的，如图4至6所示，连接钢管23的数目为八，等分为平行的两列，分别连接上端板21和下端板22，每一列均沿上端板21的长度方向排列，相邻二连接钢管23之间具有间隙24；
和若干螺栓3，适配上述若干螺栓孔110；
二钢支座2经完全包覆FRP布后置于外包钢盒1的内腔底部的长度方向的两端，外包钢盒1内浇筑有等级为C150或其以上超高强度混凝土4，使得当受到较大平面内弯矩作用时，受压侧的变形主要集中于钢支座2并防止受压侧的超高强度混凝土4达到极限压应变，避免超高强度混凝土4被压溃，保证了剪力墙在较大的变形下能具备良好的承载能力，此外，地震时钢支座2可起到耗散能量的作用，增强了该组合剪力墙抗震性能；外包钢盒1的二长侧壁11通过上述若干螺栓3相连以防止二长侧壁11向外曲屈，相邻螺栓孔110的中心距不小于螺栓孔110的直径3倍且不大于300mm，每一钢支座2的若干连接钢管23的横截面(不包括连接钢管23的中空面积)的总面积为上端板21的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土达到极限压应变前，所述钢支座2中的连接钢管23均已进入屈服阶段。
具体施工方法为：
在工厂加工外包钢盒1和钢支座2；采用FRP布将钢支座2的四个侧面包裹密封；将密封好的钢支座2置于外包钢盒1的内腔底部的长度方向的两端；
分两个批次安装螺栓3，其中，第一批次的螺栓3布置在钢支座2外的钢板-超高强度混凝土4组合剪力墙结构的墙体部分，在浇筑超高强度混凝土4之前安装，第二批次的螺栓3布置在钢支座2内连接钢管23的间隙24中，在超高强度混凝土4硬化后安装；具体安装为：首先安装第一批次的螺栓3，并将第二批的次螺栓3的螺栓孔110用泡沫堵住，接着浇筑超高强度混凝土4，待超高强度混凝土4硬化，安装第二批次的螺栓3后即完成本发明的施工。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：包括
一外包钢盒，为一长方体状，具有一底板、相对而设的二长侧壁和相对而设的二厚侧壁，二长侧壁上均均匀分布有若干螺栓孔；
二钢支座，均包括一上端板、一下端板和若干连接钢管，上端板和下端板通过若干连接钢管相固接，上端板和下端板的形状尺寸相同，且上端板和下端板的宽度比外包钢盒的内腔的宽度小4-6mm，上端板和下端板的长度为外包钢盒的内腔的长度的20-30％，钢支座的高度为外包钢盒的宽度的1.0-1.5倍；
和若干螺栓，适配上述若干螺栓孔；
二钢支座经完全包覆密封材料后置于外包钢盒的内腔底部的长度方向的两端，外包钢盒内浇筑有超高强度混凝土，使得当受到平面内弯矩作用时，受压侧的变形主要集中于钢支座并防止受压侧的超高强度混凝土达到极限压应变，避免超高强度混凝土被压溃；外包钢盒的二长侧壁通过上述若干螺栓相连以防止二长侧壁向外曲屈，相邻螺栓孔的中心距不小于螺栓孔的直径3倍且不大于300mm。
2.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述外包钢盒具有Q345钢材质的一底板、相对而设的二长侧壁和相对而设的二厚侧壁。
3.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述钢支座包括Q235钢材质的一上端板、一下端板和若干连接钢管。
4.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述二钢支座经完全包覆FRP布后置于外包钢盒的内腔底部的长度方向的两端。
5.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述超高强度混凝土的等级为C150或其以上。
6.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述外包钢盒的底板、长侧壁和厚侧壁的厚度为10-25mm。
7.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：所述钢支座的上端板和下端板的厚度为30-35mm。
8.如权利要求1所述的一种钢板-超高强度混凝土组合剪力墙结构，其特征在于：每一钢支座的若干连接钢管的横截面的总面积为上端板的面积的30-35％，以保证所述超高强度混凝土达到极限压应变前，所述钢支座中的连接钢管均已进入屈服阶段。
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