CN112376733A - 一种装配式混凝土剪力墙及其竖向钢结构延性连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式混凝土剪力墙及其竖向钢结构延性连接方法，主要涉及装配式建筑结构领域；包括混凝土剪力墙本体，所述混凝土剪力墙本体内设有两层钢筋网，所述混凝土剪力墙本体的上下两端均设有钢结构延性连接件，两层所述钢筋网的顶端与顶部的钢结构延性连接件固定连接，两层所述钢筋网的底端与底部的钢结构延性连接件固定连接，所述钢结构延性连接件上设有若干个用于安装螺栓的螺栓安装孔；本发明解决了装配式混凝土剪力墙结构的竖向连接困难、连接处强度不足、施工质量不能保证等技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑结构领域，具体是一种装配式混凝土剪力墙及其竖向钢结构延性连接方法。
背景技术
为解决土木建筑行业面临的劳动力短缺、人工成本快速上升、资源循环利用差、能源耗费大、环境污染严重等问题，近年来，政府相关部门出台并制定了一系列建筑工业化政策与举措，将装配式建筑的发展提升到国家战略发展高度，力争10年时间使装配式建筑占有率占新建建筑比例达30％。
纵观实际工程建筑结构，高层和超高层建筑结构在各个结构中所占比例更大，而能够很好地承受水平和竖向荷载的剪力墙是其中的重要受力构件，要想快速发展装配式高层和超高层建筑，提高建筑装配率，研究合理有效的装配式混凝土剪力墙无疑是重中之重。装配式混凝土剪力墙结构是一种装配化程度较高的装配式建筑结构体系，将其在工厂加工制作成墙板后运输到现场进行拼装与后浇混凝土连接而成，因此，模数化、标准化、集成化程度高，同时体现了绿色施工、工期缩短的优势。
目前，国内外对于预制剪力墙成品以及剪力墙之间的拼装连接方式一直处于研发过程中，已有的剪力墙连接方式往往存在连接数量多、连接配件材料成本高、制作与施工精度要求较高、拼装时钢筋安装就位困难、施工效率低以及现场灌浆连接混凝土密实度等施工质量难以保证等问题，这就导致了装配式剪力墙施工不方便、现场质量检查不好做到位等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种装配式混凝土剪力墙及其竖向钢结构延性连接方法，采用干接法延性连接方式，不改变混凝土剪力墙内部的钢筋布置，不降低混凝土剪力墙承担水平和竖向荷载的能力，在工厂利用机械方式预制上下端带有延性连接件的混凝土剪力墙，现场拼装连接便捷，解决了装配式混凝土剪力墙结构的竖向连接困难、连接处强度不足、施工质量不能保证等技术问题。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种装配式混凝土剪力墙，包括混凝土剪力墙本体，所述混凝土剪力墙本体内设有两层钢筋网，所述混凝土剪力墙本体的上下两端均设有钢结构延性连接件，两层所述钢筋网的顶端与顶部的钢结构延性连接件固定连接，两层所述钢筋网的底端与底部的钢结构延性连接件固定连接，所述钢结构延性连接件上设有若干个用于安装螺栓的螺栓安装孔。
优选的，所述钢筋网包括若干个纵向钢筋、若干个横向钢筋，所述纵向钢筋与钢结构延性连接件固定连接。
优选的，所述钢结构延性连接件包括钢板、纵肋和横肋，所述纵肋和横肋均固定在钢板上，所述钢板的长度与混凝土剪力墙本体的长度相同，所述钢板的宽度与混凝土剪力墙本体的厚度相同，所述纵肋的数量为两个，两个所述纵肋的间距为两层所述钢筋网的内间距，所述横肋的数量为若干个，若干个所述横肋均匀布置在两个纵肋之间。
优选的，所述螺栓安装孔布置在钢板的前后两端。
优选的，每所述2-6根横向钢筋对应布置一根所述横肋。
优选的，所述钢结构延性连接件上设有若干个混凝土预留浇注孔洞。
优选的，所述混凝土剪力墙本体的上下两端均设有与螺栓相适应的安装预留孔洞。
一种装配式混凝土剪力墙的竖向钢结构延性连接方法，包括步骤：
S1、按照设计间距，将纵向钢筋、横向钢筋垂直交叉绑扎，制作钢筋网；
S2、根据混凝土剪力墙本体的尺寸确定钢结构延性连接件的各个部件的尺寸，根据混凝土剪力墙本体的厚度和长度确定钢板的宽度和长度，根据混凝土剪力墙本体的长度确定钢板上的螺栓安装孔的数量，并开设螺栓安装孔；
S3、根据钢筋网的纵向钢筋的间距确定钢结构延性连接件的纵肋和横肋在钢板上的定位，在相邻两根横肋之间的钢板上开设混凝土预留浇注孔洞；
S4、采用机械方式将开设好混凝土预留浇注孔洞、螺栓安装孔的钢板与纵肋、横肋连接在一起，预制钢结构延性连接件；
S5、将绑扎好的钢筋网与预制好的钢结构延性连接件连接成整体；
S6、支混凝土剪力墙本体模板，并注意根据所用螺栓的数量留好安装预留孔洞，浇筑混凝土，制作混凝土剪力墙本体；
S7、对相邻两片装配式混凝土剪力墙拼装，根据装配式混凝土剪力墙端部的螺栓安装孔进行定位，在螺栓安装孔处用螺栓进行连接。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明的混凝土剪力墙本体的上下端的钢结构延性连接件与混凝土剪力墙内的钢筋网的纵向钢筋连接成一个整体，提高了纵向钢筋的承载能力，同时起到了对混凝土剪力墙本体结构端部的加强作用，对混凝土剪力墙本体结构的强度和刚度也具有明显的加强作用；
2、在混凝土剪力墙本体的上端和下端设置钢结构延性连接件，钢结构延性连接件的制作材料为钢材，延性好，在地震过程中可以消耗或吸收一部分地震能量，起到减震的作用，而且不易发生脆性破坏；
3、钢结构延性连接件取材方便，构造形式和制作工艺简单，方便进行机械化拼装，实现大批量生产，能够满足装配式建筑快速生产和应用的需要；
4、混凝土剪力墙本体的上端和下端设置钢结构延性连接件，在施工现场进行上下相邻两片装配式混凝土剪力墙的竖向连接时，安装就位方便快捷，属于干式连接方式，而且利用高强螺栓连接牢固可靠；
5、在钢结构延性连接件设置有螺栓孔的位置设计了安装预留孔洞，保证了现场安装螺栓时具有合适大小的操作空间，同时安装好螺栓后，对安装预留孔洞进行水平灌注混凝土可以保证混凝土密实度等施工质量；
6、钢结构延性连接件的钢板上每两条横肋之间预设一个竖向与混凝土剪力墙上的预留孔洞中心对齐的混凝土预留浇注孔洞，降低了钢板的耗材量，节省了制作成本，待相邻上下两片装配式混凝土剪力墙拼装完成后，通过混凝土预留浇注孔洞实现混凝土竖向的顺利流淌，保证混凝土的密实度。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是钢筋网的结构示意图；
附图3是钢结构延性连接件的结构示意图；
附图4是混凝土剪力墙本体的俯视图；
附图5是两片装配式混凝土剪力墙拼装示意图。
附图中标号：1、混凝土剪力墙本体；2、钢筋网；21、纵向钢筋；22、横向钢筋；3、钢结构延性连接件；31、钢板；32、纵肋；33、横肋；4、螺栓；5、螺栓安装孔；6、混凝土预留浇注孔洞；7、安装预留孔洞。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例：如附图1-5所示，本发明所述是一种装配式混凝土剪力墙，包括混凝土剪力墙本体1，所述混凝土剪力墙本体1内设有两层钢筋网2，所述混凝土剪力墙本体1的上下两端均设有钢结构延性连接件3，两层所述钢筋网2的顶端与顶部的钢结构延性连接件3固定连接，两层所述钢筋网2的底端与底部的钢结构延性连接件3固定连接，所述钢结构延性连接件3上设有若干个用于安装螺栓4的螺栓安装孔5，螺栓4优选为高强螺栓，螺栓4用于上下两片装配式混凝土剪力墙的装配。
优选的，所述钢结构延性连接件3包括钢板31、纵肋32和横肋33，所述纵肋32和横肋33均固定在钢板31上，钢板31、纵肋32和横肋33采用同种材料，钢结构延性连接件3由钢板31、纵肋32和横肋33通过焊接等机械加工方式连接而成，纵肋32和横肋33等高度。进一步的，纵肋32和横肋33均采用薄钢板制作而成。
所述钢板31的长度与混凝土剪力墙本体1的长度相同，所述钢板31的宽度与混凝土剪力墙本体1的厚度相同，所述纵肋32的数量为两个，两个所述纵肋32的间距为两层所述钢筋网2的内间距，所述横肋33的数量为若干个，若干个所述横肋33均匀布置在两个纵肋32之间。
优选的，所述钢筋网2包括若干个纵向钢筋21、若干个横向钢筋22，钢筋网2由纵向钢筋21和横向钢筋22按设计间距垂直交叉绑扎而成，所述纵向钢筋21与钢结构延性连接件3固定连接。
所述的钢结构延性连接件3的组成部分钢板31、纵肋32和横肋33均在与纵向钢筋21上下端接触处进行连接。
横肋33根据混凝土剪力墙本体1内纵向钢筋21的间距进行布置，按照每2-6根纵向钢筋21布置一根横肋33，作为横向支撑构件用于连接所述的纵肋32。
优选的，所述螺栓安装孔5布置在钢板31的前后两端，具体的，钢板31横向两侧分别开设一排等间距的螺栓安装孔5。
优选的，所述钢结构延性连接件3上设有若干个混凝土预留浇注孔洞6，具体的，钢板31上每相邻两根横肋33之间开设一个混凝土预留浇注孔洞6，用于上下相邻两片装配式混凝土剪力墙装配完成后混凝土上下流通使用。
优选的，所述混凝土剪力墙本体1的上下两端均设有与螺栓4相适应的安装预留孔洞7，具体的，在混凝土剪力墙本体1的上下端部根据钢板31上开设的螺栓安装孔5的位置布置等间距的安装预留孔洞7，便于施工过程中安装螺栓4，同时在上下相邻两片装配式混凝土剪力墙装配完成后方便水平灌注混凝土。
钢结构延性连接件3与钢筋网2的纵向钢筋21连成一个整体，内嵌于混凝土剪力墙本体1端部，纵肋32和横肋33置于纵向钢筋21表面外侧，纵肋32外侧预留足够的混凝土保护层厚度，混凝土剪力墙本体1在端部钢结构延性连接件3上设置有螺栓安装孔5的位置开设安装预留孔洞7，上下层的装配式混凝土剪力墙在端部利用螺栓4牢固地连接在一起。
一种装配式混凝土剪力墙的竖向钢结构延性连接方法，包括步骤：
S1、按设计间距，将纵向钢筋21、横向钢筋22垂直交叉绑扎制作钢筋网2；
S2、根据混凝土剪力墙本体1的尺寸确定钢结构延性连接件3的各个部件尺寸，根据混凝土剪力墙本体1的厚度和长度确定钢板31的宽度和长度，根据混凝土剪力墙本体1的长度确定钢板31上的螺栓安装孔5的数量，并开设螺栓安装孔5；
S3、根据钢筋网2的纵向钢筋21的间距确定钢结构延性连接件3的纵肋32和横肋33在钢板31上的定位，在相邻两根横肋33之间的钢板31上开设混凝土预留浇注孔洞6；
S4、采用机械方式将开设好混凝土预留浇注孔洞6、螺栓安装孔5的钢板31与纵肋32、横肋33连接在一起，预制钢结构延性连接件3；
S5、将绑扎好的钢筋网2与预制好的钢结构延性连接件3连接成整体；
S6、支混凝土剪力墙本体1模板，并注意根据所用螺栓4的数量留好安装预留孔洞7，浇筑混凝土，制作混凝土剪力墙本体1；
S7、对相邻两片装配式混凝土剪力墙拼装，根据装配式混凝土剪力墙端部的螺栓安装孔5进行定位，在螺栓安装孔5处用螺栓4进行连接。
本发明的装配式混凝土剪力墙的上下端部的钢结构延性连接件3与混凝土剪力墙本体1内部的钢筋网2连接在一起，整体性好，提高了钢筋网2的整体力学性能；相邻两片装配式混凝土剪力墙利用螺栓4将其端部的钢结构延性连接件3牢固的连接在一起，相比现有的其它干式连接方式具有操作简单、施工便捷的优势，而且无需湿连接过程中现场大量的湿作业，节省支模时间，加快施工进度；而且由于是钢结构连接，延性好，在地震作用下将能发挥很好的耗能作用，结构不易发生脆性破坏。
在地震尤其是强震荷载作用下，装配式混凝土剪力墙结构的钢结构延性连接件3有可能损坏，如螺栓4被剪坏，螺栓4在钢结构延性连接件3中是按照等间距排列布置的，布置有螺栓4的混凝土剪力墙本体1端部设有安装预留孔洞7，螺栓4被剪坏的同时局部的混凝土会出现压碎现象，因此可以将局部损坏的螺栓4及时进行更换，并浇筑混凝土，而不至于影响结构的持续使用。维修加固方便，工程应用性强。
Claims (8)
1.一种装配式混凝土剪力墙，包括混凝土剪力墙本体(1)，所述混凝土剪力墙本体(1)内设有两层钢筋网(2)，其特征在于：所述混凝土剪力墙本体(1)的上下两端均设有钢结构延性连接件(3)，两层所述钢筋网(2)的顶端与顶部的钢结构延性连接件(3)固定连接，两层所述钢筋网(2)的底端与底部的钢结构延性连接件(3)固定连接，所述钢结构延性连接件(3)上设有若干个用于安装螺栓(4)的螺栓安装孔(5)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：所述钢筋网(2)包括若干个纵向钢筋(21)、若干个横向钢筋(22)，所述纵向钢筋(21)与钢结构延性连接件(3)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：所述钢结构延性连接件(3)包括钢板(31)、纵肋(32)和横肋(33)，所述纵肋(32)和横肋(33)均固定在钢板(31)上，所述钢板(31)的长度与混凝土剪力墙本体(1)的长度相同，所述钢板(31)的宽度与混凝土剪力墙本体(1)的厚度相同，所述纵肋(32)的数量为两个，两个所述纵肋(32)的间距为两层所述钢筋网(2)的内间距，所述横肋(33)的数量为若干个，若干个所述横肋(33)均匀布置在两个纵肋(32)之间。
4.根据权利要求3所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：所述螺栓安装孔(5)布置在钢板(31)的前后两端。
5.根据权利要求3所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：每所述2-6根横向钢筋(22)对应布置一根所述横肋(33)。
6.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：所述钢结构延性连接件(3)上设有若干个混凝土预留浇注孔洞(6)。
7.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土剪力墙，其特征在于：所述混凝土剪力墙本体(1)的上下两端均设有与螺栓(4)相适应的安装预留孔洞(7)。
8.一种权利要求1-7所述的任一项一种装配式混凝土剪力墙的竖向钢结构延性连接方法，其特征在于，包括步骤：
S1、按照设计间距，将纵向钢筋(21)、横向钢筋(22)垂直交叉绑扎，制作钢筋网(2)；
S2、根据混凝土剪力墙本体(1)的尺寸确定钢结构延性连接件(3)的各个部件尺寸，根据混凝土剪力墙本体(1)的厚度和长度确定钢板(31)的宽度和长度，根据混凝土剪力墙本体(1)的长度确定钢板(31)上的螺栓安装孔(5)的数量，并开设螺栓安装孔(5)；
S3、根据钢筋网(2)的纵向钢筋(21)的间距确定钢结构延性连接件(3)的纵肋(32)和横肋(33)在钢板(31)上的定位，在相邻两根横肋(33)之间的钢板(31)上开设混凝土预留浇注孔洞(6)；
S4、采用机械方式将开设好混凝土预留浇注孔洞(6)、螺栓安装孔(5)的钢板(31)与纵肋(32)、横肋(33)连接在一起，预制钢结构延性连接件(3)；
S5、将绑扎好的钢筋网(2)与预制好的钢结构延性连接件(3)连接成整体；
S6、支混凝土剪力墙本体(1)模板，并注意根据所用螺栓(4)的数量留好安装预留孔洞(7)，浇筑混凝土，制作混凝土剪力墙本体(1)；
S7、对相邻两片装配式混凝土剪力墙拼装，根据装配式混凝土剪力墙端部的螺栓安装孔(5)进行定位，在螺栓安装孔(5)处用螺栓(4)进行连接。
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