CN109853783B - 装配式钢板混凝土剪力墙结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢板混凝土剪力墙结构及其施工方法，剪力墙结构包括：多块上下叠放设置的墙体构件，每一块墙体构件包括围成混凝土浇筑腔的外包钢板，上下叠放设置的相邻的两块墙体构件之间设置有连接支撑构件，连接支撑构件分别伸入位于上方的上墙体构件的混凝土浇筑腔内和位于下方的下墙体构件的混凝土浇筑腔内，连接支撑构件与位于上方的上墙体构件的上外包钢板和位于下方的下墙体构件的下外包钢板之间分别设置有相应的导向结构，连接支撑构件与上外包钢板和下外包钢板分别通过螺栓固定连接；混凝土浇筑腔内浇筑填充有混凝土。本发明装配式钢板混凝土剪力墙结构具有抗震性能好、装配化程度高、节点之间免于焊接的优点，节约施工工时。

Description

装配式钢板混凝土剪力墙结构及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种装配式钢板混凝土剪力墙结构及其施工方法。

背景技术

剪力墙又称抗风墙、抗震墙或结构墙，是房屋或建筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体，防止结构剪切(受剪)破坏。

在我国，大多数高层住宅通常采用混凝土剪力墙结构体系，其优点是在提供足够抗侧刚度的同时，剪力墙易于实现和混凝土梁及非承重隔墙等厚，室内无凸出棱角，使用效果较好。但其也有一些突出的缺点：现场施工需要大量模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土，人工成本较高，施工速度慢，且对环境造成严重污染，是一种老化的且不可持续发展的建筑模式。

近年来我国在大力推广装配式建筑，装配式建筑是指将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成之后运送到施工现场，然后连接组装而建成的建筑结构。

装配式钢板剪力墙结构是一种利用外围钢板对混凝土进行约束的新型的抗侧力结构体系。其中的钢板与混凝土共同作用，充分发挥了各自材料性能，具有承载能力高、刚度大、抗震性能和动力性能好的特点；又具有形式多样、空间分区性能好、提供更大使用面积的优点；同时还具有节约模板脚手架、方便施工、提高施工效率、缩短工期的优势；随着建筑标准化、装配化以及工业化的推广，装配式钢板剪力墙结构将会在建筑领域得到广泛的应用。

目前，装配式钢板混凝土剪力墙结构大多采用焊接方式将钢板和内部加劲肋加工成整体墙体构件，然后现场进行上下层墙体的拼装、焊接和混凝土的浇筑。这种加工方式存在以下问题：

(1)由于墙体空间限制，内部加劲肋焊接操作很难实现，焊接质量无法保证，同时过多的焊缝造成残余应力和应变，影响钢板的受力性能，造成对钢板剪力墙的约束性能减弱。

(2)现场施工时，上下墙体安装对正困难，同时上下墙体之间的焊接难度大，影响了施工效率且施工质量无法保证。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式钢板混凝土剪力墙结构，具有装配化程度高、节点之间免于焊接的优点。

作为同一个发明构思，本发明解决的另一个技术问题是提供一种装配式钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，能快速装配钢板混凝土剪力墙，施工制作的该剪力墙结构体系具有承载能力高、刚度大、抗震性能好的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，包括：

多块墙体构件，每一块所述墙体构件包括围成混凝土浇筑腔的外包钢板，多块所述墙体构件上下叠放设置，上下叠放设置的相邻的两块所述墙体构件之间设置有连接支撑构件，所述连接支撑构件分别伸入位于上方的上墙体构件的混凝土浇筑腔内和位于下方的下墙体构件的混凝土浇筑腔内，所述连接支撑构件与位于上方的上墙体构件的上外包钢板和位于下方的下墙体构件的下外包钢板之间分别设置有相应的导向结构，所述连接支撑构件与所述上外包钢板和所述下外包钢板分别通过螺栓固定连接；所述混凝土浇筑腔内浇筑填充有混凝土。

优选的，所述外包钢板包括构成墙宽的两块墙宽钢板和构成墙厚的两块墙厚钢板。

优选的，所述导向结构包括相适配的导向槽和导向凸块。

优选的，所述导向槽开设于所述墙宽钢板的内侧，所述导向凸块设置于所述连接支撑构件，或者所述导向槽开设于所述连接支撑构件，所述导向凸块设置于所述墙宽钢板的内侧。

优选的，所述墙宽钢板设置有向所述混凝土浇筑腔凹陷的凹槽，所述螺栓和所述墙宽钢板上的螺栓孔位于所述凹槽内。

优选的，所述墙宽钢板的导向结构设置于所述凹槽处。

优选的，所述上墙体构件的混凝土浇筑腔内固定有可伸入所述下墙体构件的混凝土浇筑腔内的加强构件。

优选的，所述加强构件为槽钢。

优选的，所述连接支撑构件包括两相对设置的基板和连接所述基板的腹板，两所述基板上分别设置有所述导向结构，所述腹板上开设有孔。

一种制作所述装配式钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将高度小于外包钢板高度H的支撑构件插入第一个外包钢板，用螺栓穿过所述外包钢板和连接支撑构件拧紧，形成下墙体构件，然后将混凝土浇筑到所述下墙体构件内部至所述支撑构件的顶端位置；

B、将高度为H的连接支撑构件插入高度为H的第二个外包钢板，所述连接支撑构件伸出所述上外包钢板的下端，然后用螺栓穿过所述第二个外包钢板和所述连接支撑构件拧紧，形成上墙体构件；

C、吊装B步骤中的所述上墙体构件，将B步骤中外伸的所述连接支撑构件插入A步骤中的下墙体构件的所述外包钢板的导向结构中，进行所述上墙体构件和所述下墙体构件的插接，插接完成后用螺栓穿过下墙体构件的外包墙体和连接支撑构件拧紧，然后进行混凝土的浇筑，浇筑至上墙体构件内的连接支撑构件顶端的位置，所述上墙体构件和所述下墙体构件作为第一节点施工完毕；

D、将第一节点的上墙体构件作为第二节点的下墙体构件，按照步骤B和步骤C将所述上墙体构件作为第二节点的上墙体构件进行安装施工，依次装配，直到整个墙体施工完成。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果：

本发明装配式钢板混凝土剪力墙结构主要是由外包钢板、连接支撑构件、螺栓和混凝土构成的，其中的连接件和外包墙体及螺栓都是工厂内预制加工的，无需在施工现场绑扎钢筋框架，减少了现场施工时间、降低人工成本，上墙体构件和下墙体构件之间用连接支撑构件连接，连接支撑构件伸入上墙体构件和下墙体构件并分别与两者插接，再用螺栓穿过连接支撑构件和外包钢板，使得上墙体构件和下墙体构件连接可靠，避免了连接节点间的焊接作业，组装方便，提高了施工效率。围成混凝土浇筑腔的外包钢板浇筑混凝土后，混凝土与外包钢板、连接加强件、螺栓紧密结合，提高了整体剪力墙结构的强度。

连接支撑构件的腹板上开设有孔、伸入下墙体的加强构件上也开设减重孔，既减轻了墙体的自重又使混凝土和钢构件结合紧密，有效地保证了装配式钢板混凝土剪力墙结构的强度。

墙宽钢板设置有向所述混凝土浇筑腔凹陷的凹槽，螺栓和所述墙宽钢板上的螺栓孔位于凹槽内，在凹槽内进行螺栓的安装，在后期修整墙面时，节约了为掩盖螺栓外凸出剪力墙时使用的混凝土的用量，使用相对较少混凝土的保证最终建成墙体的平整度，避免对后续装修装饰工程产生影响。

施工时，根据建筑时设计的墙高进行选定墙体构件的块数，然后将多块墙体构件按步骤进行依次装配，操作简单，避免了连接节点间的焊接作业，保证了工程质量的同时提高了施工效率。

附图说明

图1是本发明下墙体组装后的结构示意图；

图2是本发明上墙体组装后的结构示意图；

图3是本发明上墙体和下墙体装配后的结构示意图；

图4是本发明连接支撑构件的结构示意图；

图中：11-墙宽钢板，111-凹槽，112-导向槽，113-螺栓孔，12-墙厚钢板，2-连接支撑构件，22-基板，23-腹板，221-导向凸块，3-螺栓，4-加强构件，X-下墙体构件,S-上墙体构件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图4共同所示，装配式钢板混凝土剪力墙结构，包括：多块墙体构件，每一块所述墙体构件包括围成混凝土浇筑腔的外包钢板，多块所述墙体构件上下叠放设置，上下叠放设置的相邻的两块所述墙体构件之间设置有连接支撑构件2，连接支撑构件2分别伸入位于上方的上墙体构件S的混凝土浇筑腔内和位于下方的下墙体构件X的混凝土浇筑腔内，连接支撑构件2与位于上方的上墙体构件S的上外包钢板和位于下方的下墙体构件X的下外包钢板之间分别设置有相应的导向结构，连接支撑构件2与上外包钢板和下外包钢板分别通过螺栓113固定连接；混凝土浇筑腔内浇筑填充有混凝土。

具体地，外包钢板包括构成墙宽的两块墙宽钢板11和构成墙厚的两块墙厚钢板12。导向结构包括相适配的导向槽和导向凸块。在本实施例中导向槽112开设于墙宽钢板11的内侧，导向凸块221设置于连接支撑构件2。如图4所示，连接支撑构件2包括两相对设置的基板22和连接基板22的腹板23，两基板22上分别设置有导向凸块221，腹板23上开设有孔。本实发明中腹板23上开设的孔为菱形孔，起到减重和节省钢材的作用，并确保连接支撑构件2后期与混凝土紧密结合。

上述的导向结构也可以将导向槽开设于连接支撑构件2，将导向凸块设置于墙宽钢板11的内侧。

如图1至图3所示，墙宽钢板11设置有向混凝土浇筑腔凹陷的凹槽111，螺栓3和墙宽钢板上的螺栓孔113位于凹槽111内。墙宽钢板11的导向结构(本实施例中为导向槽112)设置于凹槽111处。为了建筑物的美观，避免施工中的构件对后续装修装饰工程产生影响，在后期修整时，一般需用混凝土将螺栓或其他凸出墙面的构件掩盖，因而将凹槽111作为螺栓3的安装位置，节约了为掩盖螺栓时使用的混凝土的用量。

如图2所示，上墙体构件S的混凝土浇筑腔内固定有可伸入下墙体构件X的混凝土浇筑腔内的加强构件4,加强构件4为槽钢,槽钢上设置有菱形的减重孔。本实施例中将槽钢固定在墙厚钢板处且槽钢伸出上墙体构件S，上墙体构件S和下墙体构件X装配并浇筑混凝土后，加强构件4使剪力墙结构提高了抵抗垂直于墙厚钢板方向的水平载荷的能力。

一种制作所述装配式钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，包括如下步骤：

A、将高度小于外包钢板高度H的支撑构件(支撑构件的结构连接支撑构件2的结构相同，但长度上有差别，并且支撑构件只起到加强作用，不参与上墙体构件S和下墙体构件X的连接。)插入高度为H的第一个外包钢板，用螺栓3(图3中位于Z-1处的螺栓)穿过所述外包钢板和连接支撑构件2拧紧，形成如图1所示的下墙体构件，然后将混凝土浇筑到下墙体构件X内部至支撑构件2的顶端位置。本步骤中优选用高度为0.5H的支撑构件插入第一个外包钢板，即混凝土浇筑到下墙体构件X内部的高度为0.5H。

B、将高度为H的连接支撑构件2插入高度为H的第二个外包钢板，所述连接支撑构件2伸出上外包钢板的下端，然后用螺栓3(位于Z-2处的螺栓)穿过所述第二个外包钢板和连接支撑构件2拧紧，形成如图2所示的上墙体构件；

C、吊装B步骤中的所述上墙体构件S，将B步骤中外伸的连接支撑构件2插入A步骤中的下墙体构件X的外包钢板的导向结构中，即在本实例中将上墙体构件S中的外伸的连接支撑构件2的导向凸块221插入至下墙体构件X的导向槽112中，进行所述上墙体构件S和所述下墙体构件X的插接，插接完成后用螺栓3(位于Z-3处的螺栓)穿过下墙体构件X的外包墙体和连接支撑构件拧紧，然后进行混凝土的浇筑，浇筑至上墙体构件内的连接支撑构件顶端的位置，所述上墙体构件和所述下墙体构件作为第一节点施工完毕，如图3所示，该步骤中选用的连接支撑构件2高度为H,连接支撑构件2插入上墙体构件S和所述下墙体构件X的高度分别为0.5H,浇筑混凝土至上墙体构件内的0.5H高度处。

D、将第一节点的上墙体构件S作为第二节点的下墙体构件X，按照步骤B和步骤C将所述上墙体构件S作为第二节点的上墙体构件S进行安装施工，依次装配，直到整个墙体施工完成。

本发明中的连接支撑件、外包钢板及螺栓都是工厂内预制加工的，组装方便，并且安装牢固，减少墙体内焊接作业，提高了施工效率。施工时，上墙体设置外伸的槽钢和连接支撑构件，将上墙体内外伸的槽钢和连接支撑构件插入下墙体后穿入螺栓进行上下墙体的连接，然后浇筑混凝土，这种连接方式既有效的增强了上墙体和下墙体之间的竖向连接强度，又避免了连接节点间的焊接作业，保证了工程质量的同时提高了施工效率。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，包括：

多块墙体构件，每一块所述墙体构件包括围成混凝土浇筑腔的外包钢板，多块所述墙体构件上下叠放设置，上下叠放设置的相邻的两块所述墙体构件之间设置有连接支撑构件，所述连接支撑构件分别伸入位于上方的上墙体构件的混凝土浇筑腔内和位于下方的下墙体构件的混凝土浇筑腔内，所述连接支撑构件与位于上方的上墙体构件的上外包钢板和位于下方的下墙体构件的下外包钢板之间分别设置有相应的导向结构，所述连接支撑构件与所述上外包钢板和所述下外包钢板分别通过螺栓固定连接；所述混凝土浇筑腔内浇筑填充有混凝土；

所述外包钢板包括构成墙宽的两块墙宽钢板和构成墙厚的两块墙厚钢板；所述墙宽钢板设置有向所述混凝土浇筑腔凹陷的凹槽，所述螺栓和所述墙宽钢板上的螺栓孔位于所述凹槽内；

所述连接支撑构件包括两相对设置的基板和连接所述基板的腹板，两所述基板上分别设置有所述导向结构，所述腹板上开设有孔。

2.如权利要求1所述的装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，所述导向结构包括相适配的导向槽和导向凸块。

3.如权利要求2所述的装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，所述导向槽开设于所述墙宽钢板的内侧，所述导向凸块设置于所述连接支撑构件，或者所述导向槽开设于所述连接支撑构件，所述导向凸块设置于所述墙宽钢板的内侧。

4.如权利要求3所述的装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，所述墙宽钢板的导向结构设置于所述凹槽处。

5.如权利要求1所述的装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，所述上墙体构件的混凝土浇筑腔内固定有可伸入所述下墙体构件的混凝土浇筑腔内的加强构件。

6.如权利要求5所述的装配式钢板混凝土剪力墙结构，其特征在于，所述加强构件为槽钢。

7.一种制作如权利要求1所述装配式钢板混凝土剪力墙结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将高度小于外包钢板高度H的支撑构件插入第一个外包钢板，用螺栓穿过所述外包钢板和连接支撑构件拧紧，形成下墙体构件，然后将混凝土浇筑到所述下墙体构件内部至所述支撑构件的顶端位置；

B、将高度为H的连接支撑构件插入高度为H的第二个外包钢板，所述连接支撑构件伸出所述上外包钢板的下端，然后用螺栓穿过所述第二个外包钢板和所述连接支撑构件拧紧，形成上墙体构件；

C、吊装B步骤中的所述上墙体构件，将B步骤中外伸的所述连接支撑构件插入A步骤中的下墙体构件的所述外包钢板的导向结构中，进行所述上墙体构件和所述下墙体构件的插接，插接完成后用螺栓穿过下墙体构件的外包墙体和连接支撑构件拧紧，然后进行混凝土的浇筑，浇筑至上墙体构件内的连接支撑构件顶端的位置，所述上墙体构件和所述下墙体构件作为第一节点施工完毕；

D、将第一节点的上墙体构件作为第二节点的下墙体构件，按照步骤B和步骤C将所述上墙体构件作为第二节点的上墙体构件进行安装施工，依次装配，直到整个墙体施工完成。