CN111980220A - 装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法，所述剪力墙包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘、设置在墙本体底部的第二法兰盘，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板、设置在墙本体上部的第一预留空腔、设置在墙本体下部的第二预留空腔、内填混凝土以及设置在内填混凝土内的预埋波纹管；所述外包钢板包括前墙板、后墙板和侧墙板，前墙板下部、靠近第二法兰盘的一侧设置一排出浆孔，前墙板上部、出浆孔正上方设置有注浆孔。组合墙可以通过调节装配整体式多腔钢板组合剪力墙的数量以适应主体高度，灵活方便，应用范围广，水平接缝采用高强螺栓直接连接。

Description

装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法
技术领域
本发明涉及墙体施工领域，特别是装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法。
背景技术
相比于装配式混凝土结构，装配式钢结构建筑具有承载能力强、抗震性能好、使用空间大、工业化程度高、结构自重轻等一系列优点，是未来住宅建筑的发展方向。
目前，装配式钢结构住宅建筑主要采用框架-支撑结构体系。然而，该结构体系应用于住宅时，由于我国的住宅套内户型多样化，建筑上采光、通风和造型等需要，容易出现柱网不连续、柱网过密、露梁露柱等问题。传统装配式混凝土剪力墙结构体系能承担较大的水平荷载，对平面布置适用性较好，能够适应套内户型变化，因此，将剪力墙结构体系引入装配式钢结构住宅建筑中，可以以实现新结构体系兼具装配式混凝土剪力墙与装配式钢结构二者的优势，解决了目前装配式钢结构住宅存在的问题。
在装配式钢结构中应用剪力墙结构体系，需要采用一种适合于钢结构的剪力墙构件。钢板组合剪力墙由于具有良好的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力，在实际工程中得到广泛的推广与应用。多腔钢板组合剪力墙是在钢板组合剪力墙的基础上，在外包钢板内设置多道竖向钢隔板，竖向隔板的设置增强了对内填混凝土的约束作用，有效阻止了外包钢板在早期出现局部屈曲，相比于钢板组合剪力墙，提高了剪力墙的承载能力和耗能能力。
现阶段，多腔钢板组合剪力墙是在工厂加工钢构件，在施工现场将钢构件通过焊接组装，之后向内灌注混凝土，通过养护形成整片剪力墙。多腔钢板组合剪力墙虽然省去传统混凝土结构现场支模的工序，但是仍然需要大量的现场焊接和混凝土灌注工作，存在施工效率低、湿作业量大、人工成本高、环境污染严重等一系列问题。
发明内容
本发明的目的是提供装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法，要解决现阶段没有可以直接在现场装配的组合剪力墙、施工过程复杂、工期长、装配效率低、湿作业量大等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明一方面提供装配整体式多腔钢板组合剪力墙，所述剪力墙包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体上部的第一预留空腔7、设置在墙本体下部的第二预留空腔8、内填混凝土9以及设置在内填混凝土9内的预埋波纹管10；
所述外包钢板包括前墙板11、后墙板12和侧墙板13，前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，前墙板11上部、出浆孔14正上方设置有注浆孔15；
预埋波纹管10一端与出浆孔14连通，预埋波纹管10另一端与第二预留空腔8连通。
进一步，第一法兰盘3和第二法兰盘4为矩形边框，边框边缘位置开设有螺栓孔16。外包钢板顶部与第一法兰盘3边框的内侧边缘焊接固定；外包钢板底部与第二法兰盘4边框的内侧边缘焊接固定。
进一步，预埋波纹管10的内径为14mm,外径为20mm；预埋波纹管10采用镀锌软钢金属材质。
进一步，预埋波纹管10的数量与出浆孔14的数量相等。
进一步，竖向隔板6为钢板；钢板厚度至少4mm。竖向隔板6为钢板或者桁架。
进一步，还包括顶部剪力墙17和底部剪力墙18；
所述顶部剪力墙17包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体下部的第二预留空腔8、内填混凝土9以及设置在内填混凝土9内的预埋波纹管10；前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通，预埋波纹管10另一端与第二预留空腔8连通；
所述底部剪力墙18包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体上部的第一预留空腔7以及内填混凝土9；前墙板11上部设置有一排注浆孔15。
进一步，装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的高度至少为2.7米。
进一步，装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的高度为建筑一层的层高或几层的层高。
进一步，装配整体式多腔钢板组合剪力墙1截面形式为一字形或者L形或者T形。
本发明另一方面提供一种包含装配整体式多腔钢板组合剪力墙的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，在工厂预制顶部剪力墙17、底部剪力墙18和中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1；
步骤二，将底部剪力墙18与建筑的底部基础进行可靠连接；
步骤三，使用起吊设备将一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1吊装至底部剪力墙18上方，缓慢下放，使其落在底部剪力墙18上；
调整对齐两块预制剪力墙后，采用高强螺栓19将中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的第二法兰盘4与底部剪力墙18的第一法兰盘3进行连接；
采用压力注浆的方式通过注浆孔15向第一预留空腔7注入高强灌浆料22，浆体灌满后从对应的出浆孔14流出，对出浆孔14和注浆孔15进行封堵；安装钢梁20，钢梁20上搭接楼板21；
步骤四，将其余中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1进行两两拼接；
步骤五，将顶部剪力墙17与最上面一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1进行拼接，至此形成建筑中的一片剪力墙。
进一步，顶部剪力墙17与装配整体式多腔钢板组合剪力墙1、装配整体式多腔钢板组合剪力墙1与底部剪力墙18以及相邻两个装配整体式多腔钢板组合剪力墙1之间通过法兰盘连接或者耳板连接。
进一步，步骤一中，顶部剪力墙17的预制步骤：
S1，在前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14；
S2，将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13，焊接第一法兰盘3和第二法兰盘4；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并预埋波纹管10，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的顶部剪力墙17底部预留一定空间用以形成第二预留空腔8；其中，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通、另一端与第二预留空腔8连通用以形成出浆通道。
进一步，步骤一中，装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的制作步骤：
S1，在前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，前墙板11上部、出浆孔14正上方设置有注浆孔15；
S2，将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13，焊接第一法兰盘3、第二法兰盘4；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并在墙本体下部预埋波纹管10，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的装配整体式多腔钢板组合剪力墙预留一定空间用以形成第二预留空腔8；其中，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通、另一端与第二预留空腔8连通用以形成出浆通道；同时，控制灌注高度，在墙本体上部预留第一预留空腔7。
进一步，步骤一中，底部剪力墙18的制作步骤：
S1,在前墙板11上部设置一排注浆孔15；将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13；
S2，向腔内灌注混凝土，控制灌注高度，在墙本体上部预留第一预留空腔7。
本发明的有益效果体现在：
1，本发明提供的装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法，设计简单，结构巧妙。组合墙包括了顶部剪力墙、底部剪力墙、至少一个设置在顶部剪力墙与底部剪力墙之间的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，可以通过调节装配整体式多腔钢板组合剪力墙的数量以适应主体高度，灵活方便，应用范围广，水平接缝采用高强螺栓直接连接。水平接缝承载能力强、抗震性能好，是一种良好的装配式钢结构预制剪力墙构件。
2，本发明提供的装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法，装配整体式多腔钢板组合剪力墙结构在施工现场拼装时，水平接缝通过高强螺栓连接后，再采用压力注浆的方式进行连接。
3，既可以解决传统框架-支撑结构体系钢结构住宅柱网不连续、柱网过密、露梁露柱的问题，又可以解决传统多腔钢板组合剪力墙施工现场装配效率低、湿作业量大等问题。该剪力墙可用于多、高层建筑结构中，尤其适用于装配式住宅及公寓。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的装配整体式多腔钢板组合剪力墙的示意图；
图2是本发明的装配整体式多腔钢板组合剪力墙的分解图；
图3是本发明的中部装配式多腔钢板组合剪力墙的构造图；
图4是图3的1-1剖面图；
图5是图3的2-2剖面图；
图6是图3的3-3剖面图；
图7是图3的4-4剖面图；
图8是本发明的顶部剪力墙的构造图；
图9是图8的1-1剖面图；
图10是本发明的底部装配式多腔钢板组合剪力墙的构造图；
图11是图10的剖面图；
图12是本发明的装配整体式多腔钢板组合剪力墙施工现场拼接示意图；
图13是本发明的装配整体式多腔钢板组合剪力墙施工方法的水平接缝构造图；
图14是本发明的实施例2的示意图。
图15是本发明的实施例2的施工方法的水平接缝构造图。
附图标记：1-装配整体式多腔钢板组合剪力墙、2-上耳板、3-第一法兰盘、4-第二法兰盘、5-下耳板、6-竖向隔板、7-第一预留空腔、8-第二预留空腔、9-内填混凝土、10-预埋波纹管、11-前墙板、12-后墙板、13-侧墙板、14-出浆孔、15-注浆孔、16-螺栓孔、17-顶部剪力墙、18-底部剪力墙、19-高强螺栓、20-钢梁、21-楼板、22-高强灌浆料。
具体实施方式
实施例1
如图1-13所示，本发明提供装配整体式多腔钢板组合剪力墙，所述剪力墙包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体上部的第一预留空腔7、设置在墙本体下部的第二预留空腔8、内填混凝土9以及设置在内填混凝土9内的预埋波纹管10。竖向隔板6采用厚厚度至少4mm的钢板。竖向隔板6为钢板或者桁架。
所述外包钢板包括前墙板11、后墙板12和侧墙板13，前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，前墙板11上部、出浆孔14正上方设置有注浆孔15；预埋波纹管10一端与出浆孔14连通，预埋波纹管10另一端与第二预留空腔8连通。预埋波纹管10的内径为14mm,外径为20mm；预埋波纹管10采用镀锌软钢金属材质。预埋波纹管10的数量与出浆孔14的数量相等。
其中，第一法兰盘3和第二法兰盘4为矩形边框，边框边缘位置开设有螺栓孔16。外包钢板顶部与第一法兰盘3边框的内侧边缘焊接固定；外包钢板底部与第二法兰盘4边框的内侧边缘焊接固定。
还包括可以顶部剪力墙17和底部剪力墙18；所述顶部剪力墙17包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体下部的第二预留空腔8、内填混凝土9以及设置在内填混凝土9内的预埋波纹管10；前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通，预埋波纹管10另一端与第二预留空腔8连通；
所述底部剪力墙18包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘3、设置在墙本体底部的第二法兰盘4，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板6、设置在墙本体上部的第一预留空腔7以及内填混凝土9；前墙板11上部设置有一排注浆孔15。
其中，装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的高度至少为2.7米。装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的高度为建筑一层的层高或几层的层高。装配整体式多腔钢板组合剪力墙1截面形式为一字形或者L形或者T形。
包含上述装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，在工厂预制顶部剪力墙17、底部剪力墙18和中部配整体式预制多腔双钢板内填混凝土9组合剪力墙；顶部剪力墙17的预制步骤：
S1，在前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14；
S2，将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13，焊接第一法兰盘3和第二法兰盘4；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并预埋波纹管10，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的顶部剪力墙17底部预留一定空间用以形成第二预留空腔8；其中，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通、另一端与第二预留空腔8连通用以形成出浆通道。
装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的制作步骤：
S1，在前墙板11下部、靠近第二法兰盘4的一侧设置一排出浆孔14，前墙板11上部、出浆孔14正上方设置有注浆孔15；
S2，将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13，焊接第一法兰盘3、第二法兰盘4；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并在墙本体下部预埋波纹管10，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的装配整体式多腔钢板组合剪力墙预留一定空间用以形成第二预留空腔8；其中，预埋波纹管10一端与出浆孔14连通、另一端与第二预留空腔8连通用以形成出浆通道；同时，控制灌注高度，在墙本体上部预留第一预留空腔7。
底部剪力墙18的制作步骤：
S1,在前墙板11上部设置一排注浆孔15；将竖向隔板6焊接到后墙板12上，采用机械臂焊接前墙板11和两个侧墙板13；
S2，向腔内灌注混凝土，控制灌注高度，在墙本体上部预留第一预留空腔7。
步骤二，将底部剪力墙18与建筑的底部基础进行可靠连接；
步骤三，使用起吊设备将一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1吊装至底部剪力墙18上方，缓慢下放中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1，使中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1落在底部剪力墙18上；
调整对齐两块预制剪力墙后，采用高强螺栓19将中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1的第二法兰盘4与底部剪力墙18的第一法兰盘3进行连接；
采用压力注浆的方式通过注浆孔15向第一预留空腔7注入高强灌浆料22，浆体灌满后从对应的出浆孔14流出，对出浆孔14和注浆孔15进行封堵；安装钢梁20，钢梁20上搭接楼板21；
步骤四，将其余中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1进行两两拼接；
步骤五，将顶部剪力墙17与最上面一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙1进行拼接，至此形成建筑中的一片剪力墙。
顶部剪力墙17与装配整体式多腔钢板组合剪力墙1、装配整体式多腔钢板组合剪力墙1与底部剪力墙18以及相邻两个装配整体式多腔钢板组合剪力墙1之间通过法兰盘连接。
实施例2，装配整体式多腔钢板组合剪力墙及其施工方法，同实施例1,不同之处在于第一法兰盘3上设置有上耳板2,第二法兰盘4上设置有下耳板5,第一法兰盘3与第二法兰盘4连接节点通过上耳板2和下耳板5连接固定。具体参见图14和15，在耳板上开螺栓孔16，在施工现场采用高强螺栓19连接。
本发明提供的装配整体式装配整体式多腔钢板组合剪力墙1及工法，丰富了目前钢结构建筑的结构体系。解决了装配式钢结构住宅采用框架-支撑结构体系所带来的柱网不连续、柱网过密、露梁露柱等问题。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于：所述剪力墙包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘(3)、设置在墙本体底部的第二法兰盘(4)，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板(6)、设置在墙本体上部的第一预留空腔(7)、设置在墙本体下部的第二预留空腔(8)、内填混凝土(9)以及设置在内填混凝土(9)内的预埋波纹管(10)；
所述外包钢板包括前墙板(11)、后墙板(12)和侧墙板(13)，前墙板(11)下部、靠近第二法兰盘(4)的一侧设置一排出浆孔(14)，前墙板(11)上部、出浆孔(14)正上方设置有注浆孔(15)；
预埋波纹管(10)一端与出浆孔(14)连通，预埋波纹管(10)另一端与第二预留空腔(8)连通。
2.如权利要求1所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于，第一法兰盘(3)和第二法兰盘(4)为矩形边框，边框边缘位置开设有螺栓孔(16)。
3.如权利要求1所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于，预埋波纹管(10)的内径为14mm,外径为20mm；预埋波纹管(10)采用镀锌软钢金属材质。
4.如权利要求1所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于，预埋波纹管(10)的数量与出浆孔(14)的数量相等。
5.如权利要求1所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于，竖向隔板(6)为钢板；钢板厚度至少4mm。
6.如权利要求1所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙，其特征在于，还包括顶部剪力墙(17)和底部剪力墙(18)；
所述顶部剪力墙(17)包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘(3)、设置在墙本体底部的第二法兰盘(4)，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板(6)、设置在墙本体下部的第二预留空腔(8)、内填混凝土(9)以及设置在内填混凝土(9)内的预埋波纹管(10)；前墙板(11)下部、靠近第二法兰盘(4)的一侧设置一排出浆孔(14)，预埋波纹管(10)一端与出浆孔(14)连通，预埋波纹管(10)另一端与第二预留空腔(8)连通；
所述底部剪力墙(18)包括墙本体、设置在墙本体顶面的第一法兰盘(3)、设置在墙本体底部的第二法兰盘(4)，所述墙本体包括外包钢板、间隔设置在外包钢板内的竖向隔板(6)、设置在墙本体上部的第一预留空腔(7)以及内填混凝土(9)；前墙板(11)上部设置有一排注浆孔(15)。
7.一种包含如权利要求1-6任一项所述的装配整体式多腔钢板组合剪力墙的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，在工厂预制顶部剪力墙(17)、底部剪力墙(18)和设置在中部的装配整体式多腔钢板组合剪力墙；
步骤二，将底部剪力墙(18)与建筑的底部基础进行可靠连接；
步骤三，使用起吊设备将一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙吊装至底部剪力墙(18)上方，缓慢下放，使其落在底部剪力墙(18)上；
调整对齐两块预制剪力墙后，采用高强螺栓(19)将中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙的第二法兰盘(4)与底部剪力墙(18)的第一法兰盘(3)进行连接；
采用压力注浆的方式通过注浆孔(15)向第一预留空腔(7)注入高强灌浆料(22)，浆体灌满后从对应的出浆孔(14)流出，对出浆孔(14)和注浆孔(15)进行封堵；安装钢梁(20)，钢梁(20)上搭接楼板(21)；
步骤四，将其余中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙进行两两拼接；
步骤五，将顶部剪力墙(17)与最上面一块中部装配整体式多腔钢板组合剪力墙进行拼接，至此形成建筑中的一片剪力墙。
8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，顶部剪力墙(17)与装配整体式多腔钢板组合剪力墙、装配整体式多腔钢板组合剪力墙与底部剪力墙(18)以及相邻两个装配整体式多腔钢板组合剪力墙之间通过法兰盘连接或者耳板连接。
9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤一中，顶部剪力墙(17)的预制步骤：
S1，在前墙板(11)下部、靠近第二法兰盘(4)的一侧设置一排出浆孔(14)；
S2，将竖向隔板(6)焊接到后墙板(12)上，采用机械臂焊接前墙板(11)和两个侧墙板(13)，焊接第一法兰盘(3)和第二法兰盘(4)；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并预埋波纹管(10)，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的顶部剪力墙(17)底部预留一定空间用以形成第二预留空腔(8)；其中，预埋波纹管(10)一端与出浆孔(14)连通、另一端与第二预留空腔(8)连通用以形成出浆通道。
10.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤一中，装配整体式多腔钢板组合剪力墙的制作步骤：
S1，在前墙板(11)下部、靠近第二法兰盘(4)的一侧设置一排出浆孔(14)，前墙板(11)上部、出浆孔(14)正上方设置有注浆孔(15)；
S2，将竖向隔板(6)焊接到后墙板(12)上，采用机械臂焊接前墙板(11)和两个侧墙板(13)，焊接第一法兰盘(3)、第二法兰盘(4)；
S3，将焊接好的钢构件底部一定高度处支模板，并在墙本体下部预埋波纹管(10)，向腔内灌注混凝土，使得灌浆后的装配整体式多腔钢板组合剪力墙预留一定空间用以形成第二预留空腔(8)；其中，预埋波纹管(10)一端与出浆孔(14)连通、另一端与第二预留空腔(8)连通用以形成出浆通道；同时，控制灌注高度，在墙本体上部预留第一预留空腔(7)。
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