CN112814206A - 一种装配式ecc-钢板组合耗能剪力墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式ECC‑钢板组合耗能剪力墙，包括内嵌钢板、开孔板连接件、外浇ECC板和边缘框架。所述的内嵌钢板上开设竖缝，并焊接开孔板连接件；所述的ECC板双向配筋，钢筋穿过连接件孔洞；所述的组合耗能剪力墙通过角钢与边缘框架进行螺栓拼接。本发明作为结构的主要抗侧力构件，具有较高的抗剪承载力、抗侧刚度和良好的延性，有利于实现多道抗震防线的理念，且具有耐久性高、抗火性能好的优势。同时能够避免施工现场大量的湿作业，施工方便快捷。

Description

一种装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙
技术领域
本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体涉及一种装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙。
背景技术
与传统现浇结构相比，装配式建筑采用“构件工厂化生产，施工装配式运作”， 具有质量可控、施工便捷、节能减排等优点。其中装配式钢结构工业化程度高，自重轻，塑性变形能力强，抗震性能出色，符合我国建筑工业化的发展方向。
当建筑层数超过20层时，传统钢框架需要较大的梁柱截面控制结构侧移，经济性较差。钢板剪力墙作为一种性能优越的抗侧力构件，具有较大的初始刚度、良好的变形能力和稳定的滞回特性，尤其适用于高烈度抗震设防地区。装配式组合钢板剪力墙是在纯钢板剪力墙基础上研发的一种新型抗侧力构件，由内嵌钢板和两侧混凝土板组成。通过钢板与混凝土板的相互作用来提高剪力墙抗剪承载力和刚度，改善结构在地震作用下的滞回行为，有效避免钢板屈曲时产生的噪音及震颤，同时提升了墙板的保温、隔音等性能。
然而，在实际工程中装配式组合钢板剪力墙结构仍存在一些不足之处：混凝土是一种准脆性材料，与钢板协同变形能力差，在地震作用下，混凝土板易发生损伤及剥落。损伤的混凝土板对钢板的约束较弱，使得组合墙的承载力、刚度和耗能能力大幅降低。同时，混凝土盖板的耐久性和抗火性能相对不足，且自重较大，不利于构件的运输与安装。
发明内容
发明目的：为改善以往装配式组合钢板剪力墙的性能不足，本发明公开一种新型装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，具有优越的抗震性能、耐久性能及抗火性能。
技术方案：本发明的一种装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，包括内嵌钢板、开孔板连接件、外浇ECC板和边缘框架。
优选的，所述的内嵌钢板与ECC板在边缘位置预留一定数目的螺栓孔洞，并通过角钢将框架梁、柱与组合墙进行高强螺栓连接。
优选的，所述的内嵌钢板上开设竖缝，竖缝的数量和尺寸可根据结构设计要求进行调整。且在内嵌钢板上焊接一定数量的水平及竖向开孔板连接件。
优选的，所述的ECC板双向配筋，钢筋穿过开孔板连接件的预留孔洞。
优选的，所述的ECC板与框架梁、柱预留一定宽度的缝隙，且在ECC板边缘预留一定宽度和厚度的空隙，连接时插入角钢。
优选的，所述的边缘框架的结构形式不受限制，预制柱构件可为钢柱、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、钢筋混凝土柱等，预制梁构件可为钢梁、型钢混凝土梁等。
优选的，所述的组合墙与边缘框架可采用四边连接或两边连接。
有益效果：本发明与现有技术相比，取得以下突出效果：
（1）抗震性能优越。ECC板为内嵌钢板提供了充分的面外约束刚度，同时ECC良好的抗剪性能及抗损伤能力保证其持续为结构提供一定的承载力和抗侧刚度，大幅提升剪力墙的抗震性能。并且由于ECC 材料良好的韧性和延性，地震作用下ECC板可以与钢板协同变形，有效控制基体开裂并避免基体剥落，剪力墙具有更高的残余强度、耗能能力和延性；
（2）耐久性高。ECC 优越的裂缝控制能力使得有害介质难以达到钢板表面引起其发生锈蚀；
（3）抗火性能好。ECC基体中的PVA 纤维在高温下融化，为内部的高压高热气体提供通道，墙板不易发生爆裂，残余强度和耐火极限高。ECC板可作为钢板的永久防火层，降低结构防火构造成本；
（4）采用工厂预制组合墙构件，现场与边缘框架进行螺栓拼接，避免了施工现场大量的湿作业，施工方便快捷，且便于构件损伤破坏后的拆卸及替换；
（5）可设置于高层框架结构的受力薄弱位置，作为结构的第一道抗震防线，发挥耗能减震作用，保护主体结构的安全。
附图说明
图1为本发明一种装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙示意图。
图2为本发明内嵌钢板构造示意图。
图3为本发明内嵌钢板与钢筋构造示意图。
图4为本发明ECC-钢板组合耗能剪力墙与框架连接示意图。
图中：1-框架梁、2-框架柱、3-内嵌钢板、4-ECC板、5-角钢、6-螺栓孔、7-水平开孔板、8-竖向开孔板、9-竖缝、10-ECC板钢筋、11-高强螺栓。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。
装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙的施工工序包括以下步骤：
（一）在工厂完成钢柱、钢梁及ECC-钢板组合耗能剪力墙的预制：
根据设计要求，内嵌钢板上开设一定数量及尺寸的竖缝，并焊接相应的水平及竖向开孔板连接件。ECC板采用双向配筋，钢筋穿过开孔板连接件的预留孔洞，进行定位绑扎。采用特制模板浇筑ECC，使ECC板在边缘位置预留一定宽度及厚度的缝隙，连接时插入角钢。内嵌钢板及ECC板在相应位置预留一定数目的螺栓孔洞。
（二）施工现场装配流程：
在施工现场，首先采用焊接或螺栓连接的方式在梁-柱节点位置、柱-柱节点位置将钢梁与钢柱进行拼装。之后将角钢插入ECC板边缘预留空隙中，高强螺栓穿过预留的孔洞，并施加一定的预紧力，在螺母与ECC板之间设置垫片避免墙板的局部承压。最后整体吊装ECC-钢板组合剪力墙构件，通过角钢另一肢与框架梁、柱进行螺栓连接。
以上所述施工实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对发明的保护的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，包括内嵌钢板（3）、开孔板连接件（7）（8）、外浇ECC板（4）和边缘框架（1）（2），所述的内嵌钢板（3）与ECC板（4）在边缘位置预留一定数目的螺栓孔洞（6），并通过角钢（5）将框架梁（1）、柱（2）与组合墙进行高强螺栓（11）连接。
2.根据权利要求1所述装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，其特征在于，所述的内嵌钢板（3）上开设有竖缝（9），竖缝（9）的数量和尺寸可根据结构设计要求进行调整，且在内嵌钢板（3）上焊接一定数量的水平（7）及竖向开孔板连接件（8）。
3.根据权利要求1所述的装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，其特征在于，所述的ECC板（4）双向配筋，钢筋（10）穿过开孔板连接件的预留孔洞。
4.根据权利要求1所述的装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，其特征在于，所述的ECC板（4）与框架梁（1）、柱（2）之间预留一定宽度的缝隙，且在ECC板（4）边缘预留一定宽度和厚度的空隙，连接时插入角钢（5）。
5.根据权利要求1所述的装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，其特征在于，所述的边缘框架的结构形式不受限制，预制柱构件可为钢柱、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、钢筋混凝土柱等，预制梁构件可为钢梁、型钢混凝土梁等。
6.根据权利要求1所述的装配式ECC-钢板组合耗能剪力墙，其特征在于，所述的组合墙与边缘框架可采用四边连接或两边连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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