CN113107109A - U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙 - Google Patents

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赵玉坤
马华
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Abstract

U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙属于土木工程组合结构技术领域，主要用以解决现有技术中外部钢板焊接变形大、焊接残余应力难控、螺栓穿孔繁琐等问题。U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙主要由两侧开孔钢板、U形拉杆、内部定位螺母、外部固定螺母以及填充混凝土组成。U形拉杆为钢筋、螺杆、钢棒等具有良好延性的金属制品，通过冷加工为U型，其端部具有可安装螺栓的螺纹。两侧钢板相邻位置处U形拉杆交错布置。采用螺栓连接避免了大量的焊接工作，不存在焊接变形与焊接残余应力，外部钢板可保持较高的平整度。交错布置的拉杆与混凝土接触面积大、剪切滑移小，可对填充混凝土提供一定的约束，提高钢板与混凝土的协同工作能力。

Description

U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙
技术领域
本发明涉及一种双钢板混凝土组合剪力墙，特别涉及一种U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，属于土木工程组合结构技术领域。
背景技术
随着我国的经济发展与结构抗震性能需求的不断提升，双钢板混凝土组合剪力墙结构在核电工程、近海工程与高层建筑等领域的应用越来越多。双钢板混凝土组合剪力墙作为一种新型的结构形式，与传统的钢筋混凝土剪力墙相比，具有承载力高、抗震性能好、施工简便等优势。该结构形式满足了装配式建筑发展的要求，便于标准化设计、工厂化加工、现场化组装，具有很大的市场应用前景。
双钢板混凝土组合剪力墙外部为两层钢板，内部填充普通混凝土或高性能混凝土，钢板与混凝土之间采用焊钉、对拉螺栓与加劲肋等进行连接，以保证钢板-混凝土-钢板之间的变形协调与受力均衡。焊钉、加劲肋等构件一般需要通过焊接的方式与两侧钢板进行连接，钢板与钢板之间不直接连接。为了追求经济实用性，钢板的厚度需要尽可能的降低，这将会导致钢板焊接加工时产生较大的焊接变形与残余应力。采用对拉螺栓方式时需要在钢板上开孔便于螺栓通过，当墙厚度较大时螺栓穿过孔洞的操作会有一定的难度。
在组合剪力墙内部合理布置拉结件，才能保证钢板与混凝土之间的可靠连接。简便、实用的拉结件既能保证结构的受力性能，又能降低结构的焊接工作量，有利于提高钢板的平整性。合理、规整的布置方式也便于结构受力情况的分析与计算。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种采用U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，主要用以解决目前采用传统拉结方式的组合墙存在的焊接变形大、螺栓穿孔操作繁琐等技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，由两侧开孔钢板、U形拉杆、填充混凝土、内部定位螺母、外部固定螺母组成。主要特征为：U形拉杆端部有螺纹，拉杆与外侧钢板通过螺母定位并固定，U形拉杆在组合墙内交错布置。
所述的两侧开孔钢板为结构工程用钢板，采用机械加工方法开螺栓孔。
所述的U形拉杆是钢筋、钢棒或螺杆冷加工而成U型，端部需要设置螺纹用以安装螺母。
所述的填充混凝土是普通预拌商品混凝土或现场拌制混凝土。
所述的内部定位螺母是为了保证U形拉结件在混凝土内嵌入长度时使用，螺母也将内嵌于混凝土中。
所述的外部固定螺母是采用螺栓连接方式时将U形拉结件与钢板固定时使用，螺母裸露于钢板外侧。
本发明的有益效果是：
由于采用了U形拉杆，结构组装、固定只需安装螺母，不需要焊接，避免了可能的焊接变形与焊接残余应力，有利于保持外部钢板的平整性。
U形拉杆只与一侧钢板相连，不需要穿过双层钢板，安装过程简单易行，施工速度快。安装工作可在工厂内进行，减少了现场施工的作业量。
U形拉杆与混凝土的接触面积大，剪切滑移量小；相邻拉杆交错布置后与混凝土协同工作，对内部混凝土有一定的约束作用，可提高结构竖向承载力与位移延性。
附图说明
图1是组合剪力墙三维示意图
图2是组合剪力墙侧视图
图3是组合剪力墙俯视图
图4是U形拉杆与螺母示意图
图5是U形拉杆与钢板连接内侧示意图
图6是U形拉杆与钢板连接外侧示意图
其中：1为两侧开孔钢板，2为U形拉杆，3为内部定位螺母，4为外部固定螺母，5为填充混凝土。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1至图6所示，U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙主要包括两侧开孔钢板(1)、U形拉杆(2)、内部定位螺母(3)、外部固定螺母(4)、填充混凝土(5)。
所述的两侧开孔钢板(1)是在平钢板的基础上加工出孔洞，用以穿过U形拉杆。孔洞的直径根据拉杆的直径来确定，拉杆穿过后应余留不大于2mm的缝隙。
所述的U形拉杆(2)原材料为钢筋、螺杆、钢棒等具有良好延性的金属制品，通过冷加工为U型。其U形两肢的净距应当不小于20mm且不大于100mm，其U形两肢的长度与组合墙的设计厚度有关，还需要考虑螺母的安装空间与钢板的厚度。在拉杆端部还需具有与螺母配套的螺纹，对于钢筋和钢棒可通过机械切削的方式加工出螺纹。
所述的内部定位螺母(3)用以保证U形拉杆(2)嵌入混凝土的长度。
所述的外部固定螺母(4)用以将U形拉杆(2)与两侧开孔钢板(1)紧密连接在一起。
所述的填充混凝土(5)是普通预拌商品混凝土或现场拌制混凝土。
所述的U形拉杆(2)在同一侧钢板上沿墙体高度均匀分散布置，竖向间距不大于1000mm，水平间距不大于1000mm，且竖向间距与水平间距可以不相同；两侧开孔钢板(1)上的拉杆布置方式(数量、间距、种类)是一样的，但是U形拉杆(2)在两侧开孔钢板(1)上的布置高度应当错开5mm-20mm，以此达到交错布置的目的。
两块钢板的相邻U形拉杆(2)应是交错布置的，U形拉杆(2)与一侧的钢板连接、形成整体，与另一侧的钢板没有直接的连接措施，两者可以紧紧挨着，也可以保持不大于20mm的距离。
U形拉杆(2)首先通过内部定位螺母(3)、外部固定螺母(4)与两侧开孔钢板(1)连接，两块安装有U形拉杆(2)的钢板平行布置，定位完成后浇筑混凝土。
交错布置的U形拉杆与混凝土之间的距离较小，可以很好的传递剪切应力，以此可保证钢板与混凝土之间的可靠传力，使得钢板、U形拉杆与混凝土形成一个可靠连接的整体，使其共同受力并提高结构的承载能力。

Claims (6)

1.U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：包括两侧开孔钢板(1)、U形拉杆(2)、内部定位螺母(3)、外部固定螺母(4)、填充混凝土(5)；U形拉杆(2)与两侧开孔钢板(1)通过内部定位螺母(3)与外部固定螺母(4)连接到一起；同一侧钢板上的U形拉杆(2)在组合剪力墙全高等间距布置，不同侧钢板上的U形拉杆(2)在相邻高度位置处交错布置。
2.根据权利要求1所述的U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述的两侧开孔钢板(1)是由平钢板经过加工孔洞而成，孔洞直径依据U形拉杆(2)的直径确定，U形拉杆(2)穿入后余留的间隙不大于2mm。
3.根据权利要求1所述的U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述U形拉杆(2)由钢筋、钢棒或带螺纹的螺杆经冷弯加工成U型，拉杆两肢之间的净距不小于20mm且不大于100mm。
4.根据权利要求1所述的U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述U型拉杆(2)在同一侧钢板上沿墙体高度均匀分散布置，竖向间距不大于1000mm，水平间距不大于1000mm，且竖向间距与水平间距可以不相同；在不同侧钢板上的U形拉杆(2)在相邻位置处交错布置，其竖向交错距离不小于5mm且不大于20mm。
5.根据权利要求1所述的U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述的U形拉杆(2)与一侧钢板通过螺栓连接，与另一侧钢板可以接触，也可以保持不大于20mm的间距。
6.根据权利要求1所述的U形拉杆交错布置的双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：填充混凝土(5)是普通预拌商品混凝土或现场拌制混凝土。
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