CN111206700A - 一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，包括由肢端板、转角钢管和若干墙肢型钢焊接组成的不少于一个封闭空腔的墙肢钢管腔，肢端板相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各不小于20mm，墙肢钢管腔内部填充核心混凝土，墙肢钢管腔外侧设有裹覆混凝土，裹覆混凝土的厚度与肢端板外伸长度相同，墙肢钢管腔中需填充核心混凝土的封闭空腔的侧面设有供混凝土通过孔洞，孔洞呈阵列式或梅花状分布，墙肢钢管腔内部的核心混凝土和外侧的裹覆混凝土通过孔洞连接为整体。钢管内外的混凝土同时浇筑，通过孔洞连接形成整体，有效防止裹覆混凝土在使用阶段的脱落，管外混凝土同时能够解决两侧钢板的腐蚀和抗火问题，适合预制化生产，施工成本低。

Description

一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙。
背景技术
单腔和多腔钢管混凝土剪力墙由于具有良好的力学性能和施工性能而广泛应用到多高层和超高层建筑结构中。钢管混凝土剪力墙一方面由于钢管对核心混凝土的良好约束作用，可以减少剪力墙的厚度，提高剪力墙的抗震延性；另一方面由于钢管充当核心混凝土施工的模板，可以大大减少剪力墙的施工成本。当前钢管混凝土剪力墙应用存在的主要问题是钢管在混凝土的外部易发生腐蚀和火灾下易过早受火软化等问题，其防腐蚀和防火处理成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，具有良好的防腐蚀和防火性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，包括由肢端板、转角钢管和若干墙肢型钢焊接组成的不少于一个封闭空腔的墙肢钢管腔，所述肢端板相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各不小于20mm，所述墙肢钢管腔的内部填充核心混凝土，墙肢钢管腔的外侧设有裹覆混凝土，裹覆混凝土的厚度与肢端板外伸长度相同，
所述墙肢钢管腔中需填充核心混凝土的封闭空腔的侧面设有供混凝土通过的孔洞，最外侧孔洞至肢端板的净距大于50mm，所述孔洞呈阵列式或梅花状分布，所述墙肢钢管腔内部的核心混凝土和外侧的裹覆混凝土通过所述孔洞连接为整体。
优选的，所述孔洞形状为圆形、椭圆形、不含锐角的多边形中的一种或多种，孔径不小于核心混凝土粗骨料粒径的1.5倍。
优选的，所述钢管混凝土剪力墙的断面形式为一字形、T字形、L形、十字形或Z字形中一种。
优选的，所述肢端板为平钢板或带卷边平钢板，肢端板的厚度大于6mm，墙肢钢管腔的宽度和肢端板的厚度的比值小于80。
优选的，所述墙肢型钢为U型钢、矩形钢管、H型钢等具有两平行面的型钢、平行相对双钢板、圆钢管、椭圆钢管中一种或多种组合的型钢。
优选的，所述肢端板、转角钢管和墙肢型钢的钢材材料选用碳素结构钢或低合金钢，钢材质量等级不低于B级。
优选的，所述核心混凝土和裹覆混凝土为普通混凝土、再生混凝土、高强混凝土、高性能混凝土的一种，且混凝土强度等级不小于C30。
进一步，当裹覆混凝土厚度大于50mm时，在裹覆混凝土内部设置钢筋网片或纤维网片。
优选的，所述焊接是采用连续焊缝连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、墙肢钢管腔内外的混凝土通过孔洞连接形成整体，有效防止了裹覆混凝土在使用阶段的脱落。
2、墙肢钢管腔外混凝土同时能够解决剪力墙两侧钢板的腐蚀和抗火问题。考虑到肢端板侧通常有填充墙体相连，本发明能大大降低钢管混凝土剪力墙的防火和防腐成本。
3、墙肢钢管腔能够有效约束钢管腔内混凝土，提高钢管腔内混凝土的力学性能，而钢管腔内和钢管腔外混凝土都能防止钢管在外载下的过早屈曲。
4、该构件适合工厂预制化生产，施工模板用量少，提高施工周期，从而能大大降低施工成本。
5、墙肢钢管腔的孔洞有利于楼板钢筋穿过，解决了传统钢管混凝土剪力墙楼板钢筋锚固复杂的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的墙肢钢管腔示意图；
图2为本发明实施例1的十字形钢管混凝土剪力墙示意图；
图3为本发明实施例2的墙肢钢管腔示意图；
图4为本发明实施例2的T字形钢管混凝土剪力墙示意图；
图5为本发明实施例3的墙肢钢管腔示意图；
图6为本发明实施例3的一字形钢管混凝土剪力墙示意图；
图中，1、肢端板；2、转角钢管；31、U型钢；32、圆钢管；33、H型钢；34、双钢板；35、矩形钢管；36、孔洞；4、核心混凝土；5、裹覆混凝土；6、钢筋网片。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种十字形侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其由四块肢端板1、一个转角钢管2、四个U型钢31、一个圆钢管32、一个H型钢33和六对平行双钢板34高频焊接组成含10个封闭空腔的墙肢钢管腔，除圆钢管32外每个独立封闭空腔侧壁均开设有供混凝土通过的孔洞36，最外侧孔洞36至肢端板1的净距大于50mm，所述肢端板1相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各30mm，其结构如图1所示。所述肢端板1为厚度为12mm的平钢板，墙肢钢管腔的宽度为190mm，所述墙肢钢管腔侧面的孔洞36呈阵列式分布，所述孔洞36形状为圆形，孔径为60mm。所述肢端板1、转角钢管2、U型钢31、圆钢管32、H型钢33、双钢板34的钢材材料均选用碳素结构钢Q235B。
所述墙肢钢管腔的内部填充核心混凝土4；所述墙肢钢管腔的外侧设有裹覆混凝土5，裹覆混凝土5的厚度与肢端板1的外伸长度相同。墙肢钢管腔内部填充核心混凝土4和墙肢钢管腔外侧裹覆混凝土5均为普通混凝土，混凝土的强度等级为C40。其结构如图2所示。
实施例2
一种T字形侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其由三块肢端板1、一个转角钢管2、两个U型钢31、一个H型钢33和四对平行双钢板34自动焊接组成含7个封闭空腔的墙肢钢管腔，每个独立封闭空腔含有供混凝土通过的侧面孔洞36，最外侧孔洞36至肢端板1的净距大于50mm，所述肢端板1相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各40mm，其结构如图3所示。所述肢端板1为厚度为16mm的平钢板，墙肢钢管腔的宽度为220mm，所述墙肢钢管腔侧面的孔洞36呈局部阵列式、局部梅花状分布；所述孔洞36形状为圆形，孔径为80mm。所述肢端板1、转角钢管2、U型钢31、H型钢33、双钢板34的钢材材料均选用低合金钢Q345B。
所述墙肢钢管腔的内部填充核心混凝土4；所述墙肢钢管腔的外侧设有裹覆混凝土5，裹覆混凝土5的厚度与肢端板1的外伸长度相同。墙肢钢管腔内部填充核心混凝土4和墙肢钢管腔外侧裹覆混凝土5为高强混凝土，混凝土的强度等级为C65，其结构如图4所示。
实施例3
一种一字形侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其由两块肢端板1、两个U型钢31、一个H型钢33、一个矩形钢管35和三对平行双钢板34半自动焊接组成含6个封闭空腔的墙肢钢管腔，每个独立封闭空腔含有供混凝土通过的侧面孔洞36，最外侧孔洞36至肢端板1的净距大于50mm，所述肢端板1相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各65mm，其结构如图5所示。所述肢端板1为厚度为14mm的平钢板，墙肢钢管腔的宽度为270mm，所述墙肢钢管腔侧面的孔洞36呈阵列式分布；所述孔洞36形状为椭圆形，孔短径为60mm。所述肢端板1、转角钢管2、U型钢31、H型钢33、矩形钢管35、双钢板34的钢材材料均选用低合金钢Q345B。
所述墙肢钢管腔的内部填充核心混凝土4；所述墙肢钢管腔的外侧设有裹覆混凝土5，裹覆混凝土5的厚度与肢端板1的外伸长度相同。墙肢钢管腔内部填充核心混凝土4和墙肢钢管腔外侧裹覆混凝土5为高性能混凝土，混凝土的强度等级为C80。所述裹覆混凝土5的内部设有钢筋网片6，其结构如图6所示。
应该说明的是，对肢端板和墙肢型钢加焊加劲件、在墙肢钢管腔内部混凝土中配置钢筋或型钢以及在两侧孔洞内增设连接件等进一步提高该剪力墙的承载力和稳定性做法，仍属于该专利保护范畴。

Claims (9)

1.一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，包括由肢端板、转角钢管和若干墙肢型钢焊接组成的不少于一个封闭空腔的墙肢钢管腔，所述肢端板相对于墙肢钢管腔的两侧外伸长度各不小于20mm，所述墙肢钢管腔的内部填充核心混凝土，墙肢钢管腔的外侧设有裹覆混凝土，裹覆混凝土的厚度与肢端板外伸长度相同，
所述墙肢钢管腔中需填充核心混凝土的封闭空腔的侧面设有供混凝土通过的孔洞，最外侧孔洞至肢端板的净距大于50mm，所述孔洞呈阵列式或梅花状分布，所述墙肢钢管腔内部的核心混凝土和外侧的裹覆混凝土通过所述孔洞连接为整体。
2.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述孔洞形状为圆形、椭圆形、不含锐角的多边形中的一种或多种，孔径不小于填充混凝土粗骨料粒径的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述钢管混凝土剪力墙的断面形式为一字形、T字形、L形、十字形或Z字形中一种。
4.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述肢端板为平钢板或带卷边平钢板，肢端板的厚度大于6mm，墙肢钢管腔的宽度和肢端板的厚度的比值小于80。
5.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述墙肢型钢为具有两平行面的型钢、平行相对双钢板、圆钢管、椭圆钢管中一种或多种组合的型钢。
6.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述肢端板、转角钢管和墙肢型钢的钢材材料选用碳素结构钢或低合金钢，钢材质量等级不低于B级。
7.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述核心混凝土和裹覆混凝土为普通混凝土、再生混凝土、高强混凝土、高性能混凝土的一种，且混凝土强度等级不小于C30。
8.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，当裹覆混凝土厚度大于50mm时，在裹覆混凝土内部设置钢筋网片或纤维网片。
9.根据权利要求1所述的一种侧面裹覆混凝土的钢管混凝土剪力墙，其特征在于，所述焊接是采用连续焊缝连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113010940A (zh) * 2021-02-25 2021-06-22 同济大学 一种可控参数的细观型钢混凝土柱截面建模方法
CN113294007A (zh) * 2021-05-25 2021-08-24 上海建工一建集团有限公司 既有混凝土柱加固结构及方法

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