CN112627391A - 预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预制装配式双钢板‑混凝土组合剪力墙的施工工艺，包括剪力墙与基础的连接、剪力墙的竖向连接、水平连接与和楼板之间的连接。剪力墙在竖直方向采用外钢板通过穿心螺栓进行连接，并在内部设置竖向预应力筋；水平方向采用梳齿缝的形式进行拼接，利用弧形螺栓和竖向通长螺栓进行固定；采用插入式预制基础，剪力墙底部与预留插筋通过灌浆套筒进行连接；采用叠合楼板，利用角钢、穿心螺栓以及预应力钢筋实现剪力墙与楼板的固定。相较于传统的钢筋混凝土剪力墙，预制装配式双钢板‑混凝土组合剪力墙在保证承载力的同时，可有效减小墙体截面厚度，具有良好的减震耗能能力。此外，剪力墙、基础、楼板等构件在工厂预制完成，避免了现场浇筑、焊接等环节，安全可靠，施工快捷，绿色环保，适用于标准化设计、生产。
Description
技术领域
本发明涉及装配式建筑领域，具体涉及一种预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙及其施工工艺。
背景技术
随着装配式建筑的大力推广，我国的工业生产技术水平和技术应用的广泛性得到了进一步的提高。各地明确要求逐步扩大实施装配式建筑的应用范围，将装配式结构应用于实际工程是一个的先进发展方向。
双钢板-混凝土组合剪力墙是一种新型的抗侧力构件，由两侧外包钢板及内填混凝土通过剪力连接件组合而成。内填混凝土与外侧钢板具有相互约束作用，使得两种材料优势互补，同时又避免了二者的缺陷，从而大幅提高了剪力墙的承载能力以及在地震作用下的延性及耗能能力。此外，外包钢板在施工时可以作为混凝土浇筑的模板、便于施工。目前在我国，双钢板-混凝土组合剪力墙已经在盐城电视塔、千手观音像、广东东塔等高层、超高层建筑中得到应用。由于双钢板-混凝土组合剪力墙厚度较小，构件较为复杂，现场浇筑混凝土难度大，难以保证施工质量，且施工周期长，管理复杂。故将双钢板-混凝土组合剪力墙用于装配式建筑，采用工厂预制现场装配的施工形式可以极大的减少施工现场的湿作业，缩短施工周期，降低劳动力和其他资源的投入，对周围环境影响小。
CN201911386388.2公开了一种对称布置开洞波形腹板拉结的双层钢板组合剪力墙，该钢板组合剪力墙由若干个钢板剪力墙单元一和钢板剪力墙单元二交叉焊接成型的双层钢板剪力墙和一体化浇筑的混凝土构成。该专利通过设置开洞波形腹板与系杆对外侧钢板进行细部约束，使得组合剪力墙的面外刚度与承载能力大大提高。CN201920434843.0公开了一种快速连接的装配式剪力墙竖向接缝单元，包括左剪力墙和右剪力墙，利用左右剪力墙上的剪力墙外伸钢板扣合连接，并在左剪力墙和右剪力墙之间由右剪力墙外伸钢板围成混凝土浇筑腔，使左右剪力墙牢固连接，但其对于竖向的稳定性未能有效控制。CN201910246196.5公开了一种内置对拉螺杆的钢板组合剪力墙及其施工方法，包括两块相对应的组合剪力墙钢板、对拉螺杆、限位螺母和塞焊孔，组合剪力墙钢板上均匀开设有若干相对应的塞焊孔，塞焊孔内穿设有用于连接组合剪力墙钢板的对拉螺杆，组合剪力墙钢板内侧的对拉螺杆上套设有一对用于组合剪力墙钢板安装定位的限位螺母，这种内置的对拉螺杆为钢板组合剪力墙运输和混凝土浇筑提供足够的侧向刚度，可保证组合剪力墙钢板外侧的平整度。但其对于水平方向的固定未进行提升。
发明内容
本发明旨在克服上述不足，提供一种装配式拼接双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺。该组合剪力墙采用工厂预制现场拼装的施工形式，安装便捷，质量有保证，适用于标准化设计、生产。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案：
预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙，剪力墙内部通过栓钉将外钢板与内填混凝土紧密相连；剪力墙左右两侧为梳齿缝的形式，剪力墙水平向利用竖向的穿心螺栓结合弧形螺栓实现紧密连接。
剪力墙内布置竖向预应力钢筋用于剪力墙之间的竖向连接，同时在上下剪力墙连接处两侧外包钢板，通过穿心螺栓进行连接。
其中，在布置预应力钢筋及其锚具时，需要在施工眼的底部设置一块刚性垫板。
为了方便固定，在剪力墙左右两侧凹凸延伸部位和剪力墙的相应位置预埋了弧形螺栓孔道，且在延伸部位布置了竖向的螺栓孔。剪力墙的上部交错布置了穿心螺栓孔和施工眼，底部布置了一排穿心螺栓孔，孔位与上部一致；剪力墙上部施工眼的中间部位预留有预制灌浆孔道。
预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，步骤如下：
（1）基础与底部剪力墙的连接：固定好基础之后，将预应力钢筋底端与基础锚固，将预留钢筋插入剪力墙底部的连接套筒内，待剪力墙安装到基础内部调整好位置后做封仓、灌浆，固定好一处的剪力墙；
（2）剪力墙之间的水平连接：在固定好的一处剪力墙相邻位置，进行同样操作，然后对相邻的两个剪力墙进行水平连接；剪力墙左右两侧为梳齿缝的形式，一个剪力墙墙体的凹槽相对应相邻墙体的凸起部位，相邻剪力墙借助梳齿缝凹凸对接初步固定，然后对竖直和水平方向进行固定；
（3）剪力墙之间的竖向连接：在底部剪力墙安装完成后进行上部剪力墙的吊装，将预应力筋穿过灌浆孔道后接长，贯通性穿过上、下剪力墙，并向预制灌浆孔道内灌注高强无收缩灌浆料；
用矩形钢板将上、下剪力墙连接，并向施工眼内灌注高强混凝土；
（4）重复步骤（1）-（3），完成中间多层剪力墙的拼接；
（5）剪力墙与楼板之间的连接：将角钢固定在下剪力墙的顶部，然后将叠合楼板固定在角钢上；并对楼板和上剪力墙采用预应力筋连接；待预应力筋安装结束后即可进行叠合楼板的现浇层施工。角钢固定在下剪力墙的顶部的单侧或者两侧决定于需要连接的楼板的数量。
在剪力墙左右两侧梳齿缝的凹凸延伸部位和剪力墙的相应位置水平向地预埋了弧形螺栓孔道，且在延伸部位布置了竖向的螺栓孔，相邻剪力墙通过竖向穿心螺栓穿过螺栓孔进行竖向固定，然后借助水平弧形螺栓进行水平连接。
在上下剪力墙连接处两侧外包钢板，通过穿心螺栓进行连接。
剪力墙内部通过栓钉将外钢板与内填混凝土紧密相连。
底部剪力墙与基础之间的连接采用套筒灌浆的形式。
剪力墙的上部交错布置了穿心螺栓孔和施工眼，底部布置了一排穿心螺栓孔，孔位与上部一致；施工眼的中间部位预留有灌浆孔道。
有益效果
1、通过不同形式的螺栓连接、套筒连接和预应力钢筋的连接，使得双钢板组合剪力墙传力明确可靠，同时可显著减少施工现场的湿作业量，缩短施工周期，满足建筑需求，发挥装配式建筑的优势。
2、剪力墙的生产均可在工厂批量完成，可以充分保证构件质量和所需的尺寸要求。从而实现了该剪力墙的工业化推广。
3、剪力墙采取拼接的方式，可以有效减小剪力墙的尺寸，便于运输到施工场地，同时减小吊装难度。
4、若连接螺栓破损后，可直接更换螺栓；若外包钢板及其内部混凝土破损，可通过切割破损区域外包钢板，修补破损混凝土后，重新焊接外包钢板；被损毁后，可通过切割施工时的表面接缝和拆除连接螺栓进行拆除，同时，部分状况较好组件可以实现二次利用。
5、本发明构造明确，连接简单，能有效提高装配建筑的装配效率，具有较好的使用价值和经济效益。
附图说明
图1为本发明中装配式组合剪力墙的结构示意图；
图2为本发明中装配式组合剪力墙的截面示意图；
图3为本发明中装配式组合剪力墙的竖向连接示意图；（a）剪力墙的竖向连接示意图、（b）剪力墙竖向连接侧视图、（c）竖向预应力筋的锚固示意图；
图4为本发明中装配式组合剪力墙的水平连接示意图；（a）上部剪力墙的水平连接示意图、（b）弧形螺栓示意图；
图5为本发明中装配式组合剪力墙与基础的连接示意图；（a）剪力墙与预制基础的连接示意图、（b）底部剪力墙的示意图；
图6为本发明中装配式组合剪力墙与楼板的连接示意图；（a）剪力墙与双侧楼板的连接示意图、（b）剪力墙与单侧楼板的连接示意图；
图7为本发明中装配式组合剪力墙的拼装示意图。
图中：1、剪力墙；2、栓钉；3、弧形螺栓孔道；4、预留螺栓孔；5、螺栓孔；6、施工眼；7、预制灌浆孔道；8、竖向预应力钢筋；9、刚性垫板；10、矩形钢板；11、穿心螺栓；12、穿心螺栓；13、弧形螺栓；14、矩形钢板；15、预制基础；16、第一平台；17、第二平台；18、预制灌浆孔道；19、预留插筋；20、组合剪力墙下墙体；21、组合剪力墙上墙体；22、叠合楼板；23、角钢；24、加劲肋；25、穿心螺栓；26、穿心螺栓； 27、水平预应力钢筋。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进一步说明。
如图1、2所示，预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙（以下简称剪力墙1），剪力墙内部通过栓钉2将外钢板与内填混凝土紧密相连；剪力墙左右两侧为梳齿缝的形式，剪力墙之间的水平连接借助梳齿缝之间的交错穿插并利用竖向的穿心螺栓12初步定位，然后结合水平布置的弧形螺栓13实现紧密连接。此外，对于连接缝，需要使用弹性耐候胶进行密封处理。为了方便水平向和竖向固定，在剪力墙左右两侧梳齿缝的凹凸延伸部位和剪力墙的相应位置水平向地预埋了弧形螺栓孔道3，且在延伸部位布置了竖向的螺栓孔5。剪力墙的上部水平地交错布置了穿心螺栓孔4和施工眼6，底部布置了一排穿心螺栓孔，孔位与上部螺栓孔4一致；剪力墙上部施工眼的中间部位预留有预制灌浆孔道7。相邻剪力墙左右连接处的竖向螺栓端部会暴露在外，故在此处外包两面钢板，与用于连接上下剪力墙的钢板共用同一穿心螺栓。
剪力墙内布置竖向预应力钢筋8用于剪力墙的固定以及剪力墙之间的竖向连接，同时在上下剪力墙连接处两侧外包钢板，通过穿心螺栓11进行连接；其中，在布置预应力钢筋8及其锚具时，需要在施工眼6的底部设置一块刚性垫板9。
预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，步骤如下：
（1）基础与底部剪力墙的连接。底部剪力墙与预制基础之间的连接采用套筒灌浆的形式，如图5所示，预先固定好基础15之后，对基础表面进行浮灰清理，同时进行弹线以保证安装的精度，然后完成预应力钢筋8底端的锚固，并将底部剪力墙吊装到标记位置，通过引导钢筋和反光镜将预留钢筋19插入剪力墙底部的连接套筒内，待剪力墙1安装到基础15内部调整好位置后即可封仓处理，最后用高强无收缩注浆料进行灌浆。
考虑到剪力墙底部张拉锚具的存在，预制基础底部需要向下凹陷形成第一平台16，从而空出锚具的位置。
在竖向预应力钢筋8布置过程中，使用的张拉锚具，如图3（c）所示，同时采用高强无收缩注浆料进行灌浆，保证竖向连接的可靠性；在使用外包钢板和穿心螺栓进行连接前，需要往施工眼内浇筑高强混凝土。
此外，取消了剪力墙底部的穿心螺栓孔位，在剪力墙底部设置预制灌浆孔道18，基础的预留插筋19设置在第二平台17上，预留钢筋19插入剪力墙底部的连接套筒内，然后采用高强无收缩注浆料进行灌浆。剪力墙的灌浆孔道需要与预应力钢筋交错布置。同一预制墙体内在墙体中间位置设置一排通长的预制灌浆孔道7，用于布置预应力钢筋；同时在底部预留两排预制灌浆孔道18，分别靠近预制墙体两侧的墙面。
（2）剪力墙之间的水平连接。如图4（a）所示，固定好一处的剪力墙后，在其相邻位置同样进行上述操作，然后对相邻的两剪力墙进行水平连接，剪力墙左右两侧为梳齿缝的形式，一个墙体的凹槽相对应相邻墙体的凸起部位。为了方便连接，在剪力墙左右两侧凹凸延伸部位和剪力墙的相应位置预埋了弧形螺栓孔道，且在延伸部位布置了竖向螺栓孔。相邻剪力墙，首先通过竖向穿心螺栓12进行初步固定，然后进行水平弧形螺栓13的连接，待弧形螺栓紧固之后即可将竖向穿心螺栓12进行二次紧固。由于此处的穿心螺栓端部会暴露在外，故还需要利用矩形钢板14对该位置进行连接，如图7所示，最后使用弹性耐候胶对此处的连接缝进行密封处理。
（3）剪力墙之间的竖向连接。如图3所示，在底部剪力墙安装完成后即可进行上部剪力墙的吊装，将预应力筋8穿过灌浆孔道，通过预应力专用连接器接长，接头位置在施工眼6处，然后向预制灌浆孔道7内灌注高强无收缩灌浆料。完成后即可将矩形钢板10与下剪力墙的上部用穿心螺栓11进行固定，然后向施工眼6内灌注高强混凝土，待强度满足要求后，将矩形钢板10与上剪力墙的下部进行连接。
可按上述步骤，完成中间多层剪力墙的拼接。
（4）剪力墙与楼板之间的连接。对于双侧楼板，如图6（a）所示，首先通过穿心螺栓25将两侧的角钢23固定在下剪力墙20的顶部两侧，然后将叠合楼板吊装在角钢23上，并通过穿心螺栓26初步固定两侧楼板22的位置。待位置调整结束后即可对两侧楼板22和上剪力墙21采用预应力筋27连接。待预应力筋27安装结束后即可进行叠合楼板22的现浇层施工。对于单侧楼板，如图6（b）所示，只需将一侧的楼板换成矩形钢板10即可，安装方法不变。角钢与叠合楼板连接的穿心螺栓和剪力墙与叠合楼板连接的预应力钢筋需要交错布置。
若在建筑使用过程中，发生偶然因素致剪力墙连接件发生破坏，可直接进行更换。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，步骤如下：
（1）基础与底部剪力墙的连接：固定好基础（15）之后，将预应力钢筋（8）底端与基础锚固，将预留钢筋（19）插入剪力墙底部的连接套筒内，待剪力墙（1）安装到基础（15）内部调整好位置后做封仓、灌浆，固定好一处的剪力墙；
（2）剪力墙之间的水平连接：在固定好的一处剪力墙相邻位置，进行同样操作，然后对相邻的两个剪力墙进行水平连接；剪力墙左右两侧为梳齿缝的形式，一个剪力墙墙体的凹槽对应相邻墙体的凸起部位，相邻剪力墙借助梳齿缝凹凸对接初步固定，然后对竖直和水平方向进行固定；
（3）剪力墙之间的竖向连接：在底部剪力墙安装完成后进行上部剪力墙的吊装，将预应力筋（8）穿过灌浆孔道后接长，贯通性穿过上、下剪力墙，并向预制灌浆孔道（7）内灌注高强无收缩灌浆料；
用矩形钢板（10）将上、下剪力墙连接，并向施工眼（6）内灌注高强混凝土；
（4）重复步骤（1）-（3），完成中间多层剪力墙的拼接；
（5）剪力墙与楼板之间的连接：将角钢（23）固定在下剪力墙（20）的顶部，然后将叠合楼板固定在角钢（23）上；并对楼板（22）和上剪力墙（21）采用预应力筋（27）连接；待预应力筋（27）安装结束后即可进行叠合楼板（22）的现浇层施工。
2.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，角钢（23）固定在下剪力墙（20）的顶部的单侧或者两侧决定于需要连接的楼板的数量。
3.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，在剪力墙左右两侧梳齿缝的凹凸延伸部位和剪力墙的相应位置水平向地预埋了弧形螺栓孔道（3），且在延伸部位布置了竖向的螺栓孔（5），相邻剪力墙通过竖向穿心螺栓（12）穿过螺栓孔（5）进行竖向固定，然后借助水平弧形螺栓13进行水平连接。
4.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，在上下剪力墙连接处两侧外包钢板，通过穿心螺栓进行连接。
5.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，剪力墙内部通过栓钉（2）将外钢板与内填混凝土紧密相连。
6.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，底部剪力墙与基础之间的连接采用套筒灌浆的形式。
7.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，剪力墙的上部交错布置了穿心螺栓孔和施工眼，底部布置了一排穿心螺栓孔，孔位与上部一致；施工眼的中间部位预留有灌浆孔道。
8.根据权利要求1所述的预制装配式双钢板-混凝土组合剪力墙的施工工艺，其特征在于，预制基础底部向下凹陷形成第一平台（16）以空出锚具的位置；基础的预留插筋（19）设置在第二平台（17）上。
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