CN110552443A - 钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，属于建筑施工的技术领域，其技术方案要点是一种钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，包括多个相互平行的钢管柱，每两个相邻的钢管柱之间通过焊接固定有多个连接条，钢管柱内部浇筑有混凝土，所述连接条上设置有加强组件，加强组件包括套设于连接条上的套筒以及与套筒四角位置处固定连接的卡板，每两个卡板夹设于钢管柱相对的两侧并与钢管柱固定连接，钢管柱以及连接条的外围设置有浇筑混凝土形成的墙体，达到提高墙体安全性的效果。

Description

钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系
技术领域
本发明涉及建筑施工的技术领域，尤其涉及钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系。
背景技术
在我国传统粗放型住宅建设模式下，住宅建设对人工依赖程度高，资源能源利用效率低，并导致严重的环境污染，一定程度上形成了住宅产业化和绿色住宅建筑的倒逼机制。
现有的住宅体系多采用钢结构住宅，钢结构具有预制装配程度高的特点，易实现生产标准化和构件部品化，适合推进住宅产业化，相比于传统的混凝土构件，钢结构重量轻、强度大、价格低廉，有利于降低地基和基础造价，且抗震性能优越。现有的钢结构住宅建筑采用钢管混凝土柱，其具体结构如图1所示，包括多个相互平行的钢管柱，相邻钢管柱之间焊接设置有连接条，且相邻两个钢管柱之间通过连接条固定连接，钢管柱以及连接条的两侧浇筑混凝土形成墙体。
上述钢结构住宅建筑存在以下缺陷：由于相邻的钢管柱之间只是通过连接条进行固定的，连接条与钢管柱之间的焊接面积较小，因此受力较为不均匀，墙体受到震动时连接条与钢管柱的焊接点容易脱落，稳定性较差，上述钢结构住宅建筑的安全性也大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高安全性的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系。
本发明的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，包括多个相互平行的钢管柱，每两个相邻的钢管柱之间通过焊接固定有多个连接条，钢管柱内部浇筑有混凝土，所述连接条上设置有加强组件，加强组件包括套设于连接条上的套筒以及与套筒四角位置处固定连接的卡板，每两个卡板夹设于钢管柱相对的两侧并与钢管柱固定连接，钢管柱以及连接条的外围设置有浇筑混凝土形成的墙体。
通过上述技术方案，钢管柱以及连接条的外围浇筑形成墙体后，钢管柱和连接条能够提高剪力墙墙体的强度，并且套筒套设于连接条上，卡板夹在钢管柱相对的两侧表面，钢管柱收到卡板的夹紧力，使得钢管柱与连接条之间不会轻易发生相对偏移，提高钢管柱的连接可靠性，同时钢管柱受力更加全面、均匀，分担了钢管柱与连接条的焊接位置处的压力，因此加强组件能够辅助连接条使得两个相邻的钢管柱之间的连接稳定性进一步加强，提高了最终的墙体的安全性。
本发明进一步设置为：所述钢管柱与卡板之间通过胀紧件固定连接，胀紧件包括预制于钢管柱内并与钢管柱内浇筑的混凝土相对固定的胀紧管以及与胀紧管螺纹配合的胀紧螺栓，胀紧管穿过钢管柱以及卡板，胀紧螺栓拧入胀紧管内且胀紧螺栓的端部抵接在卡板表面。
通过上述技术方案，将胀紧管预制在钢管柱内部并从钢管柱朝向卡板的一侧穿出，施工时，套筒在连接条焊接于钢管柱之前就套设于连接条上，令胀紧管也穿过卡板，再将胀紧螺栓拧入胀紧管后，胀紧管在钢管柱内部的混凝土内膨胀，从而使得卡板与钢管柱之间的连接更加牢固，可靠性更高，进而使得卡板能够夹紧钢管柱以分担连接条与钢管柱焊接位置处的受力情况，墙体在受到剪力时连接条不易与钢管柱脱焊，从而使得钢管柱以及连接条对墙体的连接强度提高，墙体的安全性能大大提高。
本发明进一步设置为：所述卡板包括一体成型的斜板和夹板，斜板向着背离套筒中心的方向倾斜设置，夹板固定设置于斜板远离套筒的一端，夹板抵接在钢管柱相邻于连接条的表面，钢管柱的外侧与斜板之间设置有填充块，填充块与钢管柱表面以及斜板的外侧面抵接，填充块通过胀紧件与夹板固定连接。
通过上述技术方案，两块夹板夹住钢管柱后，当墙体受到剪力破坏时，斜板能够抵抗受到的剪力，从而使得连接条与钢管柱之间的强度增大，墙体不易破坏，安全性较高，并且在钢管柱的外侧与卡板之间设置填充块，因此填充块能够对斜板进行支撑，使得墙体受到剪力破坏时，填充块增大斜板的强度，进而使得斜板对钢管柱以及连接条的固定、加强效果更好，间接提高了墙体的强度以及施工后的安全性。
本发明进一步设置为：所述钢管柱与套筒的端部之间设置有辅助加强件，辅助加强件与连接条固定连接且填充满钢管柱与套筒之间的缝隙。
通过上述技术方案，在钢管柱与套筒端部之间安装辅助加强块，使得卡板在钢管柱与套筒之间的缝隙能够被填充，卡板受到的支撑效果更好，强度更高，墙体得到进一步的加强，更不易被剪力破坏，安全性能也更高。
本发明进一步设置为：所述辅助加强件的底部开设有与连接条卡接配合的卡孔，连接条卡入卡孔内，且辅助加强件的四周与钢管柱、斜板以及套筒端部均相互抵接。
通过上述技术方案，卡孔与连接条卡接配合后，使得辅助加强件与连接条的整体性更好，并且辅助加强件的四周与钢管柱、斜板以及套筒端部均抵接，因此辅助加强件能够更全面地填充在钢管柱与套筒端部之间的缝隙，对于钢管柱以及连接条的加强效果更明显，当墙体受到剪力破坏时，使得钢管柱和连接条对墙体的加强效果更好、安全性更高。
本发明进一步设置为：所述钢管柱在相邻于连接条的两侧表面固定设置有拉杆，拉杆与钢管柱表面垂直。
通过上述技术方案，在钢管柱以及连接条的外围浇筑混凝土形成墙体时，拉杆能够增大与混凝土的接触面积，因此墙体受到剪力破坏时，拉杆与墙体内部硬化的混凝土之间会相互制约，使得墙体的抗剪能力更强，因此墙体的可靠性、安全性大大提高。
本发明进一步设置为：所述拉杆背离钢管柱的一端固定设置有截面尺寸大于拉杆的拉块。
通过上述技术方案，拉块的设置使得钢管柱与墙体内部之间的相互作用力更大，墙体受到剪力破坏时稳定性和安全性更高。
本发明进一步设置为：所述墙体背离钢管柱的表面从内到外依次粘结设置有保温板以及防火板。
通过上述技术方案，在墙体背离钢管柱的外表面设置保温板能够提高墙体的保温能力，在保温板的外侧设置防火板能够提高墙体的防火能力，并且防火板能够对保温板进行保护，使得在发生火灾时保温板不会轻易被损坏。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、通过在墙体内设置与钢管柱以及连接条相对固定的加强组件，使得墙体的强度更高、安全性更好；
2、通过在钢管柱的外侧与斜板之间设置填充块、在钢管柱与套筒的端部之间设置辅助加强件，使得墙体的整体强度更高、安全性更好；
3、通过在墙体的外侧从内到外依次设置保温板和防火板，使得墙体的保温能力以及防火灾能力大大提高。
附图说明
图1为本实施例的剖面结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大示意图；
图3为本实施例隐去墙体后的局部爆炸示意图。
附图标记：1、墙体；2、钢管柱；21、拉杆；211、拉块；22、配合孔；3、连接条；4、加强组件；41、卡板；411、斜板；412、夹板；4121、定位孔；42、套筒；5、胀紧件；51、胀紧管；52、胀紧螺栓；6、填充块；61、连接板；611、安装孔；7、辅助加强件；71、卡孔；8、保温板；9、防火板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，如图1所示，包括由混凝土浇筑而成的墙体1，墙体1内部设置有多根相互平行的钢管柱2，多根钢管柱2的轴线位于同一平面内，每两根相邻的钢管柱2之间设置有与钢管柱2垂直的连接条3，且连接条3的两端分别与对应的钢管柱2焊接相连，连接条3上固定套设有加强组件4，加强组件4与钢管柱2之间固定连接。通过在墙体1内部设置用于加固钢管柱2以及连接条3的加强组件4，使得整个墙体1的强度更高，安全性更好。
如图1所示，钢管柱2的内部也浇筑有混凝土，因此钢管柱2自身的强度得以加强，进而使得墙体1的强度也进一步增强。
结合图1和图2，加强组件4包括套筒42以及卡板41，其中，套筒42固定套设于连接条3上，套筒42在连接条3与钢管柱2焊接之前就套设在连接条3上，并且套筒42与连接条3之间通过焊接或者粘接相连，以防止套筒42在连接条3上滑动，本实施例中，优选为套筒42与连接条3焊接相连。卡板41包括一体成型的斜板411和夹板412，卡板41设置有四组，且四组卡板41分设于套筒42的四角位置处，斜板411沿着背离套筒42中心的方向倾斜设置，夹板412固定连接于斜板411背离套筒42的一端，且夹板412紧贴于钢管柱2相邻于连接条3的侧面，因此两个相互正对的夹板412能够夹住钢管柱2，夹板412与钢管柱2的表面之间也采用粘接或者焊接的方式固定连接，本实施例中，优选为焊接方式。由于夹板412夹住钢管柱2，因此钢管柱2与连接条3之间的相互作用力能够被夹板412以及斜板411分担，使得墙体1在受到剪力破坏时，夹板412和斜板411（尤其是斜板411）能够承担大部分的抗剪作用力，使得墙体1的安全性更高。
如图2所示，钢管柱2上设置有用于将夹板412与钢管柱2固定的更紧密的胀紧件5，胀紧件5包括胀紧管51和胀紧螺栓52，其中胀紧管51预埋于钢管柱2内部的混凝土内，且钢管柱2与夹板412正对的侧面开设有配合孔22，胀紧管51垂直于钢管柱2并从配合孔22内伸出，夹板412正对配合孔22的位置处开设有定位孔4121，胀紧管51穿过定位孔4121，胀紧螺栓52与胀紧管51螺纹配合，并且在将胀紧螺栓52拧入胀紧管51内时，胀紧管51受到胀紧力后胀开，从而使得夹板412与钢管柱2之间的固定连接更紧密，对应的夹板412以及斜板411在墙体1受到剪力破坏时提供的抗剪力更大，墙体1的安全度更高。
结合图1和图3，套筒42的两侧设置有填充块6，填充块6的截面呈倒梯形，且填充块6分别与套筒42的外表面、斜板411的外表面抵接接触，填充块6朝向钢管柱2的端部一体固定成型有连接板61，连接板61与夹板412平行且紧贴在夹板412的表面，连接板61上开设有供胀紧件5穿过的安装孔611，使得连接板61也通过胀紧件5与夹板412固定连接，填充块6的设置使得斜板411能够被有效支撑，提高斜板411对于钢管柱2以及连接条3的加强效果，因此墙体1的强度以及安全性也大大提高。
如图3所示，连接条3在套筒42与钢管柱2之间的位置处还固定设置有辅助加强件7，辅助加强件7的截面为梯形，辅助加强件7的表面分别与斜板411的内侧以及钢管柱2的表面抵接接触，辅助加强件7的底部开设有卡孔71，卡孔71与连接条3卡接配合。辅助加强件7的设置使得套筒42与钢管柱2之间存在的空隙能够被填充，进一步提高了斜板411以及连接条3的强度，因此墙体1在受到剪力时不容易损坏，安全性进一步提高。
如图3所示，钢管柱2在相邻于连接条3的两个侧面固定设置有拉杆21，拉杆21与钢管柱2垂直，本实施例中，拉杆21与钢管柱2之间采用焊接相连，拉杆21背离钢管柱2的端部固定设置有拉块211，拉块211的截面尺寸大于拉杆21的截面尺寸。在钢管柱2以及连接条3的四周浇筑混凝土形成墙体1后，拉杆21的设置能够增大与墙体1内部的接触面积，并且混凝土硬化后拉杆21能够与墙体1成为一体，从而使得墙体1的抗剪能力更强，墙体1的安全性更高。
回看图1，墙体1在平行于钢管柱2的排列方向的两侧从内到外依次设置有保温板8和防火板9，其中，保温板8与墙体1粘接相连，防火板9与保温板8粘接相连，保温板8能够提高墙体1的保温能力，防火板9能够提高墙体1的防火能力，并且防火板9位于保温板8的外侧，也能够提高对保温板8的保护能力，使得墙体1能够起到稳定保温作用。本实施例中，保温板8为聚氨酯材质，防火板9为岩棉材质。
本实施例的实施原理为：在施工前，首先将连接条3插入套筒42内部，调整套筒42的位置使得套筒42位于连接条3的中间，然后通过焊接将套筒42与连接条3焊接相连，接着将多个连接条3的两端分别与钢管柱2焊接，并且将胀紧管51插入配合孔22内，向钢管柱2内部浇筑混凝土，带混凝土固化后再将填充块6卡设于套筒42以及斜板411的外侧，拧紧张紧螺栓，使得填充块6与卡板41之间、卡板41与钢管柱2之间形成固定，再将卡孔71对准连接条3，使得辅助加强件7连接于钢管柱2与套筒42之间。最后在钢管柱2以及连接条3的四周支模并浇筑混凝土形成墙体1，墙体1硬化后由于加强组件4的设置使得墙体1的强度大大提高，因此提高了墙体1的安全性。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，包括多个相互平行的钢管柱(2)，每两个相邻的钢管柱(2)之间通过焊接固定有多个连接条(3)，钢管柱(2)内部浇筑有混凝土，其特征在于：所述连接条(3)上设置有加强组件(4)，加强组件(4)包括套设于连接条(3)上的套筒(42)以及与套筒(42)四角位置处固定连接的卡板(41)，每两个卡板(41)夹设于钢管柱(2)相对的两侧并与钢管柱(2)固定连接，钢管柱(2)以及连接条(3)的外围设置有浇筑混凝土形成的墙体(1)。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述钢管柱(2)与卡板(41)之间通过胀紧件(5)固定连接，胀紧件(5)包括预制于钢管柱(2)内并与钢管柱(2)内浇筑的混凝土相对固定的胀紧管(51)以及与胀紧管(51)螺纹配合的胀紧螺栓(52)，胀紧管(51)穿过钢管柱(2)以及卡板(41)，胀紧螺栓(52)拧入胀紧管(51)内且胀紧螺栓(52)的端部抵接在卡板(41)表面。
3.根据权利要求2所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述卡板(41)包括一体成型的斜板(411)和夹板(412)，斜板(411)向着背离套筒(42)中心的方向倾斜设置，夹板(412)固定设置于斜板(411)远离套筒(42)的一端，夹板(412)抵接在钢管柱(2)相邻于连接条(3)的表面，钢管柱(2)的外侧与斜板(411)之间设置有填充块(6)，填充块(6)与钢管柱(2)表面以及斜板(411)的外侧面抵接，填充块(6)通过胀紧件(5)与夹板(412)固定连接。
4.根据权利要求1所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述钢管柱(2)与套筒(42)的端部之间设置有辅助加强件(7)，辅助加强件(7)与连接条(3)固定连接且填充满钢管柱(2)与套筒(42)之间的缝隙。
5.根据权利要求4所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述辅助加强件(7)的底部开设有与连接条(3)卡接配合的卡孔(71)，连接条(3)卡入卡孔(71)内，且辅助加强件(7)的四周与钢管柱(2)、斜板(411)以及套筒(42)端部均相互抵接。
6.根据权利要求1所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述钢管柱(2)在相邻于连接条(3)的两侧表面固定设置有拉杆(21)，拉杆(21)与钢管柱(2)表面垂直。
7.根据权利要求6所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述拉杆(21)背离钢管柱(2)的一端固定设置有截面尺寸大于拉杆(21)的拉块(211)。
8.根据权利要求1所述的钢管混凝土密柱钢板耗能剪力墙结构的住宅体系，其特征在于：所述墙体(1)背离钢管柱(2)的表面从内到外依次粘结设置有保温板(8)以及防火板(9)。
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