CN110306686A - 一种钢管rpc边框密肋复合剪力墙 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，包括钢管RPC边框柱和位于钢管RPC边框柱之间的密肋复合板，钢管RPC边框柱与密肋复合板采用U形抗剪键连接，并用混凝土将其浇筑成一体；密肋复合板包括多个肋梁和肋柱，由钢筋混凝土肋梁和肋柱组成一个包括多个矩形肋格的肋格整体，各矩形肋格内均填充有RPC砌块，并用混凝土将RPC砌块、肋柱以及肋梁浇筑成一体；本发明提供的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，将钢管RPC柱强度刚度大、塑性韧性好的优点与RPC密肋复合板耗能减震、刚度可调的优势结合，在地震作用下耗能能力强，能做到分级耗能，形成多道抗震防线，同时钢管RPC柱和密肋复合板提前预制，易于施工且便于震后的维修加固。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构领域，具体涉及一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙。
背景技术
随着我国经济高速发展，建筑行业也迅速崛起，随着城市化进程的快速发展，城市人口越来越密集，城市高层建筑不断发展，剪力墙、框架-剪力墙等结构体系被广泛应用于高层建筑特别是超高层建筑中，作为高层和超高层建筑中常用竖向构件和主要的抗侧力构件，剪力墙的变形能力和承载力至关重要。
传统的剪力墙抗震能力主要依靠承载结构的延性性能，耗能抗震能力较弱，另外，现有技术中剪力墙施工工艺大多数为现场浇筑，当剪力墙被地震破坏后，修复较为困难，无法进行维修和加固，从而大幅度增加了震后重建工作量；目前经常使用的经过改进后剪力墙，通过在钢筋混凝土剪力墙嵌入边框柱，形成带边框的剪力墙，在墙体平面内增加十字形支撑，形成框撑钢筋混凝土复合剪力墙，框撑钢筋混凝土复合剪力墙能充分发挥不同材料特长，物尽其用，然而，框撑复合剪力墙的边框柱类型、内填砌体材料方面仍有不足，且刚度和承载力有待提高。
在建筑材料应用方面，经常会使用RPC，即活性粉末混凝土，是继高强、高性能混凝土之后，在90年代中期通过采用常规的水泥等材料开发出的超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的水泥基材料，其卓越的力学性能可以有效提高结构的抗震性能，减轻结构震害。此外，RPC具有良好的生态效应，在原料组成上使用各种工业废渣废料(如硅灰、粉煤灰、矿渣等)，不仅降低水泥用量，而且减轻环境污染，变废为宝，作为高性能材料可以减少能源及资源消耗，符合当下绿色环保建材的理念。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种将钢管RPC边框柱强度刚度大、塑性韧性好的优点与RPC密肋复合板耗能减震、刚度可调的优势结合，实现具有分级能量释放，刚柔并济，变形协调的双重抗震结构体系的密肋复合剪力墙。
本发明的技术方案是：一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，包括钢管RPC边框柱和位于钢管RPC边框柱之间的密肋复合板，钢管RPC边框柱与密肋复合板采用U形抗剪键连接，并用钢筋混凝土将其浇筑成一体；所述密肋复合板包括多个肋梁和肋柱，所述多个肋梁和肋柱组成一个包括多个矩形肋格的矩形肋格整体，各矩形肋格内均填充有RPC砌块，并用钢筋混凝土将RPC砌块、肋柱以及肋梁浇筑成一体。
上述多个肋梁和肋柱由若干水平的钢筋和若干竖向的钢筋绑扎成钢筋笼骨并用混凝土浇筑成型，水平的钢筋伸出肋梁的部分为水平的外伸钢筋，竖直的钢筋伸出肋柱的部分为竖向的外伸钢筋。
上述多个肋梁和肋柱在浇筑成一个矩形肋格整体时，首先将除边框外其余部分浇筑成型，然后用U形抗剪键将所述钢筋笼骨左右两侧的竖向的钢筋包裹在内，U形抗剪键的开口与肋梁的左右两侧伸出的水平的外伸钢筋焊接在一起，U形抗剪键的闭口一端与钢管RPC边框柱焊接在一起，之后再次浇筑成一个矩形肋格整体。
上述钢管RPC边框柱由RPC灌入方形钢管内制成，所述U形抗剪键的U形闭口一端焊接在钢管RPC边框柱的方形钢管上。
上述U形抗剪键内插入钢筋笼骨左右两侧的竖向的钢筋，U形抗剪键的U型端口设有用于包裹竖向的钢筋的箍筋，形成对抗剪键的约束作用，提高其抗拔能力。
上述钢管RPC边框柱和密肋复合板上侧设有与其浇筑成一体的加载梁，钢管RPC边框柱和密肋复合板下侧设有与其浇筑成一体的基础梁。
上述肋柱上侧伸出的竖向的外伸钢筋，在浇筑加载梁时与其浇筑成一体，肋柱下侧伸出的竖向的外伸钢筋，在浇筑基础梁时与其浇筑成一体。
上述肋梁和肋柱的数量均为四个，四肋梁四肋柱结构组成井字形肋格整体。
上述肋梁和肋柱的数量均为三个，三肋梁三肋柱结构组成十字肋格整体。
上述RPC砌块由RPC预制而成，RPC砌块为可更换的，当密肋复合剪力墙受到地震作用发生破坏，可将破坏后的RPC砌块拆除进行修复。
本发明的有益效果：
1、该密肋复合剪力墙，采用钢管RPC边框柱，钢管RPC柱具有很强的承载力和抗震性能，能延缓钢管RPC边框柱之间的密肋复合板的刚度退化，充分发挥钢管RPC抗压强度高和延性好的特点；
2、该密肋复合剪力墙，采用嵌套式构造形式，使得墙板根据“砌块—肋格—边框”的破坏模式实现地震能量的分级耗散，从而形成多道抗震防线；
3、在该密肋复合剪力墙墙体由于地震作用而性能严重退化后，钢管RPC边框柱仍具有很好的后期承载力，使结构处于坏而不倒的状态；
4、采用不同数量的肋梁和肋柱，能改变肋格的划分，能组成十字肋格或井字肋格结构，采用十字肋格或井字肋格的结构能改变中间墙体的抗侧刚度；
5、通过改变填充RPC砌块的强度，和肋梁和肋柱的截面尺寸等参数可以方便地调整中间墙体的抗侧刚度，有利于复合墙体连接处承载力与刚度的合理匹配。
6、该钢管RPC边框密肋复合剪力墙，采用由RPC预制而成的承重RPC砌块，在地震作用下，中间墙体因刚度大，能够吸收地震能且抗剪能力强，砌块开裂，摩擦耗能，保护主体结构；震后局部损坏砌块可清除并重新修复，使结构恢复原有的抗震功能。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明采用井字肋格支撑的整体结构示意图；
图3为本发明的U形抗剪键连接示意图；
图4为本发明的井字肋格整体的结构示意图；
图5为本发明采用十字肋格支撑的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、加载梁；2、RPC砌块；3、肋柱；4、肋梁；5、钢管RPC边框柱；6、基础梁；7、U形抗剪键；8、外伸钢筋。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的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。
实施例1
本发明实施例提供了一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，参见图1，包括钢管RPC边框柱5和位于钢管RPC边框柱5之间的密肋复合板，钢管RPC边框柱5与密肋复合板采用U形抗剪键7连接，并用混凝土将其浇筑成一体；所述密肋复合板包括多个肋梁4和肋柱3，所述多个肋梁4和肋柱3组成一个包括多个矩形肋格的矩形肋格整体，各矩形肋格内均填充有RPC砌块2，并用混凝土将RPC砌块2、肋柱3以及肋梁4浇筑成一体。
进一步地，所述多个肋梁4和肋柱3由若干水平的钢筋和若干竖向的钢筋绑扎成钢筋笼骨并用混凝土浇筑成型，水平的钢筋伸出肋梁4的部分为水平的外伸钢筋8，竖直的钢筋伸出肋柱3的部分为竖向的外伸钢筋8。
进一步地，参见图3，所述多个肋梁4和肋柱3在浇筑成一个矩形肋格整体时，首先将除边框外其余部分浇筑成型，然后用U形抗剪键7将所述钢筋笼骨左右两侧的竖向钢筋包裹在内，U形抗剪键7的开口与肋梁4的左右两侧伸出的水平的外伸钢筋8焊接在一起，U形抗剪键7的闭口一端与钢管RPC边框柱5焊接在一起，浇筑成一个矩形肋格整体，最后与上加载梁1和下基础梁6浇筑成整体。
进一步地，所述钢管RPC边框柱5由RPC灌入方形钢管内制成，所述U形抗剪键7的U形闭口一端焊接在钢管RPC边框柱5的方形钢管上。
进一步地，所述U形抗剪键7的U型端口设有用于包裹竖向的外伸钢筋8的箍筋，箍筋能提高U形抗剪键7的抗拔能力。
进一步地，所述钢管RPC边框柱5和密肋复合板上侧设有与其浇筑成一体的加载梁1，钢管RPC边框柱5和密肋复合板下侧设有与其浇筑成一体的基础梁6。
进一步地，所述肋柱3上侧伸出的竖直的外伸钢筋8，在浇筑加载梁1时与其浇筑成一体，肋柱3下侧伸出的竖向的外伸钢筋8，在浇筑基础梁6时与其浇筑成一体。
进一步地，所述肋梁4和肋柱3的数量均为四个，四肋梁四肋柱结构组成井字肋格结构。
进一步地，所述肋梁4和肋柱3的数量均为三个，三肋梁三肋柱结构组成十字肋格整体，采用不同的肋格结构能改变中间墙体的抗侧刚度。
进一步地，所述RPC砌块2由RPC预制而成，RPC砌块2为可更换的，当密肋复合剪力墙受到地震作用发生破坏，可将破坏后的RPC砌块拆除进行修复。
基于上述结构，本发明的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，在使用时需要先用RPC，即活性粉末混凝土灌入方形钢管内制成钢管RPC边框柱5，同时用RPC材料预制成RPC砌块2，肋格为钢筋混凝土现场浇筑构成，即现场用若干水平的钢筋和若干竖直的钢筋绑扎成钢筋笼骨，即现场用钢筋绑扎四肋梁四肋柱结构组成井字钢筋笼骨，之后将预制好的RPC砌块2填充在井字肋格结构中的九个矩形肋格中，放到木模板上浇筑，这样除边框外，其余肋梁4和肋柱3和RPC砌块2被浇筑成一体，这时边框的水平钢筋和竖向钢筋是裸露在外的的，然后将未浇筑成型的矩形肋格整体采用U形抗剪键7与钢管RPC边框柱5连接，即先将U形抗剪键7的U形闭口一端焊接在钢管RPC边框柱5的方形钢管上，然后用U形抗剪键7将边框的竖向钢筋包裹在内，U形抗剪键7的U型端口设有箍筋，形成对U形抗剪键7的约束作用，提高其抗拔能力，U形抗剪键7的U形开口与肋梁4的左右两侧伸出的水平的外伸钢筋8焊接在一起，之后再次用混凝土浇筑，即将钢管RPC边框柱5和位于钢管RPC边框柱5之间的密肋复合板浇筑成一体；
在连接时，要保证钢管RPC边框柱5侧壁的U形抗剪键7间距与中间密肋复合剪力墙连接的水平外伸钢筋间距保持协调，以保证所有水平钢筋和U形抗剪键7均能焊接在一起；钢管RPC边框柱5和密肋复合板浇筑成一体后，再浇筑加载梁1，将肋柱3上侧伸出的竖向的外伸钢筋8与加载梁1浇筑成一体，之后浇筑基础梁6，将肋柱3下侧伸出的竖向的外伸钢筋8与基础梁6浇筑成一体，该钢管RPC边框密肋复合剪力墙制作完成。
实施例2
该实施例与实施例1其余都相同，区别在与密肋复合板，采用三肋梁三肋柱结构组成十字肋格结构，即现场用钢筋绑扎三肋梁三肋柱结构组成十字钢筋笼骨，之后将预制好的RPC砌块2填充在十字肋格结构中的四个矩形肋格中，放到木模板上浇筑，这样除边框外，其余肋梁4和肋柱3和RPC砌块2被浇筑成一体，这时边框的水平钢筋和竖向钢筋是裸露在外的的，然后将未浇筑成型的矩形肋格整体采用U形抗剪键7与钢管RPC边框柱5连接，即先将U形抗剪键7的U形闭口一端焊接在钢管RPC边框柱5的方形钢管上，然后用U形抗剪键7将边框的竖向钢筋包裹在内，U形抗剪键7内插入纵筋，并设箍筋，形成对抗剪键的约束作用，提高U形抗剪键的抗拔能力，U形抗剪键7的U形开口与肋梁4的左右两侧伸出的水平的外伸钢筋8焊接在一起，之后再次用混凝土浇筑，即将钢管RPC边框柱5和位于钢管RPC边框柱5之间的密肋复合板浇筑成一体。
综上所述，本发明提供的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，该剪力墙将钢管RPC柱强度刚度大、塑性韧性好的优点与RPC密肋复合板耗能减震、刚度可调的优势结合，实现分级能量释放，两者互相配合能够形成刚柔并济、变形协调的双重抗震结构体系，且震后可以根据损坏情况进行整片墙体或局部损坏砌块的更换，是值得发展的新型复合剪力墙形式。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，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 (10)
1.一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，包括钢管RPC边框柱(5)和位于钢管RPC边框柱(5)之间的密肋复合板，钢管RPC边框柱(5)与密肋复合板采用U形抗剪键(7)连接，并用混凝土将其浇筑成一体；所述密肋复合板包括多个肋梁(4)和肋柱(3)，所述多个肋梁(4)和肋柱(3)组成一个包括多个矩形肋格的矩形肋格整体，各矩形肋格内均填充有RPC砌块(2)，并用混凝土将RPC砌块(2)、肋柱(3)以及肋梁(4)浇筑成一体。
2.如权利要求1所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述多个肋梁(4)和肋柱(3)由若干水平的钢筋和若干竖向的钢筋绑扎成钢筋笼骨并用混凝土浇筑成型，水平的钢筋伸出肋梁(4)的部分为水平的外伸钢筋(8)，竖直的钢筋伸出肋柱(3)的部分为竖向的外伸钢筋(8)。
3.如权利要求2所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述多个肋梁(4)和肋柱(3)在浇筑成一个矩形肋格整体时，首先将除边框外其余部分浇筑成型，然后用U形抗剪键(7)将所述钢筋笼骨左右两侧的竖向的钢筋包裹在内，U形抗剪键(7)的开口与肋梁(4)的左右两侧伸出的水平的外伸钢筋(8)焊接在一起，U形抗剪键(7)的闭口一端与钢管RPC边框柱(5)焊接在一起，之后再次浇筑成一个矩形肋格整体。
4.如权利要求3所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述钢管RPC边框柱(5)由RPC灌入方形钢管内制成，所述U形抗剪键(7)的闭口一端焊接在钢管RPC边框柱(5)的方形钢管上。
5.如权利要求3所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述U形抗剪键(7)内插入钢筋笼骨左右两侧的竖向的钢筋，U形抗剪键(7)的U型端口设有用于包裹竖向的钢筋的箍筋，形成对抗剪键的约束作用，提高其抗拔能力。
6.如权利要求2所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述钢管RPC边框柱(5)和密肋复合板上侧设有与其浇筑成一体的加载梁(1)，钢管RPC边框柱(5)和密肋复合板下侧设有与其浇筑成一体的基础梁(6)。
7.如权利要求6所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述肋柱(3)上侧伸出的竖向的外伸钢筋(8)，在浇筑加载梁(1)时与其浇筑成一体，肋柱(3)下侧伸出的竖向的外伸钢筋(8)，在浇筑基础梁(6)时与其浇筑成一体。
8.如权利要求1所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述肋梁(4)和肋柱(3)的数量均为四个，四肋梁四肋柱结构组成井字形肋格整体。
9.如权利要求1所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述肋梁(4)和肋柱(3)的数量均为三个，三肋梁三肋柱结构组成十字肋格整体。
10.如权利要求1所述的一种钢管RPC边框密肋复合剪力墙，其特征在于，所述RPC砌块(2)由RPC预制而成，RPC砌块(2)为可更换的，当密肋复合剪力墙受到地震作用发生破坏，可将破坏后的RPC砌块拆除进行修复。
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