CN112962821A - 一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙及装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土剪力墙技术领域,公开了一种波形钢板‑再生混凝土组合剪力墙,包括两根立柱、上梁柱、下梁柱、上箱型钢梁、下箱型钢梁和腹板;在立柱内浇筑有混凝土,上梁柱和下梁柱贯穿于两根立柱;腹板包括上翼板、下翼板和两个波形钢板,在两波形钢板组装形成的闭合孔洞内浇筑有混凝土,两个波形钢板的上端与上翼板连接,下端与下翼板连接;上箱型钢梁套设在上梁柱外侧,下箱型钢梁套设在下梁柱外侧;上梁柱和下梁柱均为空心柱,上梁柱和下梁柱内浇筑有混凝土。立柱、上下梁柱及腹板均为钢与混凝土组合结构,充分发挥了钢材抗拉和混凝土抗压的力学性能,承载力高、抗侧刚度大,且具有良好的延性和抗震性能。还公开了其装配方法,装配过程简单。
Description
技术领域
本发明属于混凝土剪力墙技术领域,特别涉及一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙及装配方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展,各种新的结构形式不断涌现,其中钢与混凝土组合结构越来越受到大家的重视。由于组合结构结合了钢材和混凝土各自的优点,在我国高层建筑和大型桥梁等建构筑物中得到了广泛的应用。
钢板-混凝土组合剪力墙就属于钢与混凝土组合结构,它主要是由钢板、混凝土及两者之间的连接件组成,具有自重轻、承载力高、延性好、抗震性能显著等优点,但与此同时也存在一些不足。首先,普通的钢板-混凝土组合剪力墙宽厚比较大,构件的抗侧刚度不足,在较大的水平力作用下容易发生局部屈曲或较大的变形,从而导致钢材的强度和延性不能充分地发挥作用;其次,普通的钢板-混凝土组合剪力墙与边框柱连接复杂,施工速度慢,而且当竖向荷载较大时会使得边框柱的轴压比增大,从而降低剪力墙结构体系的整体抗震性能。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,弥补了普通钢板-混凝土组合剪力墙的不足,具有刚度大、承载力高、延性好、抗震性能显著等优点。
本发明的目的之二在于提供一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙的装配方法,装配过程简单,安装速度快。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,包括两根立柱、上梁柱、下梁柱、上箱型钢梁、下箱型钢梁和腹板;
在立柱内浇筑有混凝土,在立柱的上端和下端均开有连接孔,上梁柱贯穿于两根立柱的上端,下梁柱贯穿于两根立柱的下端;
腹板包括上翼板、下翼板和两个波形钢板,两波形钢板组装形成闭合孔洞,在闭合孔洞内浇筑有混凝土,两个波形钢板的上端与上翼板连接,下端与下翼板连接;
上箱型钢梁套设在上梁柱外侧,下箱型钢梁套设在下梁柱外侧;
上梁柱和下梁柱均为空心柱,上梁柱和下梁柱内浇筑有混凝土;在上梁柱和下梁柱与立柱连接的位置处开有贯通孔,贯通孔与立柱的腔体连通。
进一步,上箱型钢梁和下箱型钢梁均包括中间钢梁和位于两端的扇形槽,中间钢梁的两端与扇形槽连接。
进一步,上梁柱和下梁柱均由两根槽钢构成,两根槽钢开口方向相对设置。
进一步,两波形钢板通过若干个螺栓固定连接。
进一步,上箱型钢梁与上梁柱螺栓连接,下箱型钢梁与下梁柱螺栓连接。
进一步,上翼板与上箱型钢梁的底面通过螺栓连接,下翼板与下箱型钢梁的顶面通过螺栓连接。
进一步,在上箱型钢梁的顶面上开有观察孔。
进一步,混凝土采用再生混凝土。
本发明还公开了所述的波形钢板-再生混凝土组合剪力墙的装配方法,包括以下步骤:
S1、将上梁柱与上箱型钢梁固定连接,形成上支梁;将下梁柱与下箱型钢梁固定连接,形成下支梁;
S2、将上支梁一端贯穿于一根立柱中,另一端贯穿于另一根立柱中;将下支梁一端贯穿于一根立柱中,另一端贯穿于另一根立柱中;
S3、将腹板置入上支梁和下支梁之间,并与上支梁和下支梁固定连接;
S4、向两根立柱、上梁柱和下梁柱内浇筑混凝土,直至浇筑完成。
进一步,腹板的装配过程具体为:
将两波形钢板组装好,形成闭合孔洞,在闭合孔洞内浇筑混凝土,待混凝土浇筑完成后,将两波形钢板的上端与上翼板焊接,将两波形钢板的下端与下翼板焊接。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明公开了一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,包括两根立柱、上梁柱、下梁柱、上箱型钢梁、下箱型钢梁和腹板,两根立柱、上梁柱及下梁柱内均浇筑有混凝土,腹板由翼缘板和波形钢板制成,波形钢板的闭合孔洞内也浇筑的有混凝土,与传统的腹板采用单纯的钢板结构不同,充分发挥了钢材抗拉和混凝土抗压的力学性能,承载力高、抗侧刚度大,且具有良好的延性和抗震性能;在上梁柱和下梁柱外套设箱型钢梁,采用高强螺栓连接,增强了梁柱的强度,连接可靠,并且便于拆卸与组装,具有自重轻、施工简便、地震耗能强的优点。本发明的波形钢板-再生混凝土组合剪力墙在长期荷载作用下,当腹板受力变形过大而不能继续承载时,可更换新的腹板,操作方便,更换速度快。本发明涉及到的所有钢构件均可在工厂提前生产预制,在施工现场焊接组装,然后采用高强螺栓连接完成装配,无需支模,施工简便,安装速度快,可以有效地缩短工期,非常适用于高层或超高层建筑或受力较大的结构部位。
进一步,上梁柱和下梁柱均由两根槽钢构成,价格低廉,成本低,同时还能自然形成与立柱连通的贯通孔,不需要预制贯通孔,减少加工工序。
进一步,本发明的混凝土采用再生混凝土,在一定程度上改善了再生混凝土的力学性能,而且再生骨料代替了天然骨料,合理地处理了建筑混凝土废料,减少了对天然砂石的开采,符合节能环保的发展理念。
附图说明
图1为本发明的波形钢板-再生混凝土组合剪力墙的立体结构示意图;
图2为图1的主视图;
图3为图1的俯视图;
图4为立柱与上梁柱的连接结构示意图;
图5为腹板的结构示意图;
图6为腹板的爆炸结构图;
图7为图5的截面图;
图8为箱型钢梁的结构示意图。
其中,1为立柱,2为上梁柱,3为下梁柱,4为上箱型钢梁,5为下箱型钢梁,6为腹板,7为混凝土;
11为连接孔,21为第一螺孔;
41为中间箱型钢梁,42为扇形槽,43为第二螺孔,44为观察孔;
61为上翼板,62为下翼板,63为波形钢板,64为第三螺孔。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1~3所示,本发明公开了一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,包括两根立柱1、上梁柱2、下梁柱3、上箱型钢梁4、下箱型钢梁5和腹板6;如图4所示,在立柱1内浇筑有再生混凝土,在立柱1的上端和下端均开有连接孔11,上梁柱2贯穿于两根立柱1的上端,下梁柱3贯穿于两根立柱1的下端;如图5-7所示,腹板6包括上翼板61、下翼板62和两个波形钢板63,两波形钢板63组装形成闭合孔洞,在闭合孔洞内浇筑有再生混凝土,两个波形钢板63的上端与上翼板61连接,下端与下翼板62连接;如图1所示,上箱型钢梁4套设在上梁柱2外侧,下箱型钢梁5套设在下梁柱3外侧;上梁柱2和下梁柱3均为空心柱,上梁柱2和下梁柱3内浇筑有再生混凝土;在上梁柱2和下梁柱3与立柱1连接的位置处开有贯通孔,贯通孔与立柱1的腔体连通。
更优地,如图8所示,上箱型钢梁4和下箱型钢梁5均包括中间钢梁和位于两端的扇形槽42,中间钢梁的两端与扇形槽42连接,不仅不影响在上梁柱2和下梁柱3内浇筑再生混凝土,连接可靠,扇形设计还节省钢材,且易于将上梁柱2和下梁柱3装进箱型钢梁中。
更优地,上梁柱2和下梁柱3均由两根槽钢构成,两根槽钢开口方向相对设置,价格低廉,成本低,同时还能自然形成与立柱1连通的贯通孔,不需要预制贯通孔,减少加工工序。
一般地,立柱1可采用方钢管,价格低廉,成本低,承载力好。
如图6所示,在两波形钢板63上开有若干个均匀分布的第三螺孔64,两波形钢板63通过若干个螺栓固定连接,方便拆卸安装,当两波形钢板63组装好后,U形槽形成方形闭合孔洞,在方形闭合孔洞中浇筑再生混凝土;将上翼板61和下翼板62与波形钢板63焊接好,预制好腹板6,不需要现场制作,节省时间。
上箱型钢梁4与上梁柱2螺栓连接,下箱型钢梁5与下梁柱3螺栓连接;上翼板61与上箱型钢梁4的底面螺栓连接,下翼板62与下箱型钢梁5的顶面螺栓连接。
具体地,在上梁柱2和下梁柱3与箱型钢梁连接的位置处均开有若干个第一螺孔21,在中间钢梁的顶面和底面上均开有若干个第二螺孔43,在扇形槽42的前后两个扇形板面上也开有若干个第二螺孔43,在上翼板61和下翼板62上开有若干个第三螺孔64。
中间钢梁顶面和侧面与上梁柱2的上表面和侧面通过螺栓对应连接,上箱型钢梁4底面、上梁柱2下表面及上翼板61三者通过螺栓连接,下翼板62、下箱型钢梁5顶面及下梁柱3上表面三者通过螺栓连接,下箱型钢梁5底面和侧面与下梁柱3的下表面和侧面通过螺栓对应连接。
如图8所示,在上箱型钢梁4的顶面上开有观察孔44,同时可作为浇筑孔,观察浇筑情况,保证再生混凝土的浇筑密实性。
更优地,混凝土7采用再生混凝土,再生混凝土是指将废弃的混凝土7块经过破碎、清洗、分级后,按一定比例与级配混合,部分或全部代替天然骨料,再加入水泥、水等配成的新混凝土7。一方面,可以解决大量废弃混凝土7处理困难的问题,也能避免建筑废料污染环境;另一方面,用废弃混凝土7循环再生骨料替代天然骨料,可以减少建筑业对天然骨料的消耗,从而减少对天然砂石的开采,缓解天然骨料日趋匮乏的压力并降低大量开采砂石对生态环境的破坏,保护人类赖以生存的环境,符合人类社会可持续发展的要求。
本发明的剪力墙装配方法,包括以下步骤:
S1、将上梁柱2与上箱型钢梁4固定连接,形成上支梁;将下梁柱3与下箱型钢梁5固定连接,形成下支梁;
具体地,将中间箱型钢梁41的上翼缘与槽钢对齐,采用对接焊缝连接;将扇形槽42上预留的螺孔与槽钢外侧壁预留螺孔对齐,采用高强螺栓连接。
S2、将上支梁一端贯穿于一根立柱1中,另一端贯穿于另一根立柱1中;将下支梁一端贯穿于一根立柱1中,另一端贯穿于另一根立柱1中;
具体地,先沿框架方向在立柱1两侧壁开设孔洞,将四个槽钢贯穿,采用对接焊缝施焊。
S3、将腹板6置入上支梁和下支梁之间,并与上支梁和下支梁固定连接;
S4、向两根立柱1、上梁柱2和下梁柱3内浇筑再生混凝土浆液,直至浇筑完成。
腹板6的制作方法为:先制作波形钢板63、上翼板61和下翼板62,制作时在其表面预留第三螺孔64,将两个波形钢板63的预留螺孔对齐,采用高强螺栓连接起来,在形成的方形闭合孔洞内浇筑再生混凝土浆液,待混凝土7浆液凝固后,形成再生混凝土;再将波形钢板63与上翼板61和下翼板62采用对接焊缝连接,形成腹板6。
Claims (10)
1.一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,包括两根立柱(1)、上梁柱(2)、下梁柱(3)、上箱型钢梁(4)、下箱型钢梁(5)和腹板(6);
在立柱(1)内浇筑有混凝土(7),在立柱(1)的上端和下端均开有连接孔(11),上梁柱(2)贯穿于两根立柱(1)的上端,下梁柱(3)贯穿于两根立柱(1)的下端;
腹板(6)包括上翼板(61)、下翼板(62)和两个波形钢板(63),两波形钢板(63)组装形成闭合孔洞,在闭合孔洞内浇筑有混凝土(7),两个波形钢板(63)的上端与上翼板(61)连接,下端与下翼板(62)连接;
上箱型钢梁(4)套设在上梁柱(2)外侧,下箱型钢梁(5)套设在下梁柱(3)外侧;
上梁柱(2)和下梁柱(3)均为空心柱,上梁柱(2)和下梁柱(3)内浇筑有混凝土(7);在上梁柱(2)和下梁柱(3)与立柱(1)连接的位置处开有贯通孔,贯通孔与立柱(1)的腔体连通。
2.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,上箱型钢梁(4)和下箱型钢梁(5)均包括中间钢梁和位于两端的扇形槽(42),中间钢梁的两端与扇形槽(42)连接。
3.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,上梁柱(2)和下梁柱(3)均由两根槽钢构成,两根槽钢开口方向相对设置。
4.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,两波形钢板(63)通过若干个螺栓固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,上箱型钢梁(4)与上梁柱(2)螺栓连接,下箱型钢梁(5)与下梁柱(3)螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,上翼板(61)与上箱型钢梁(4)的底面通过螺栓连接,下翼板(62)与下箱型钢梁(5)的顶面通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,在上箱型钢梁(4)的顶面上开有观察孔(44)。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种波形钢板-再生混凝土组合剪力墙,其特征在于,混凝土(7)采用再生混凝土。
9.权利要求1~8任意一项所述的波形钢板-再生混凝土组合剪力墙的装配方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将上梁柱(2)与上箱型钢梁(4)固定连接,形成上支梁;将下梁柱(3)与下箱型钢梁(5)固定连接,形成下支梁;
S2、将上支梁一端贯穿于一根立柱(1)中,另一端贯穿于另一根立柱(1)中;将下支梁一端贯穿于一根立柱(1)中,另一端贯穿于另一根立柱(1)中;
S3、将腹板(6)置入上支梁和下支梁之间,并与上支梁和下支梁固定连接;
S4、向两根立柱(1)、上梁柱(2)和下梁柱(3)内浇筑混凝土(7),直至浇筑完成。
10.根据权利要求9所述的装配方法,其特征在于,腹板(6)的装配过程具体为:
将两波形钢板(63)组装好,形成闭合孔洞,在闭合孔洞内浇筑混凝土(7),待混凝土(7)浇筑完成后,将两波形钢板(63)的上端与上翼板(61)焊接,将两波形钢板(63)的下端与下翼板(62)焊接。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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