CN204370614U - 内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙 - Google Patents

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韩青
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Abstract

本实用新型公开了一种内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,其包括两个方形钢管边框和方形钢管边框之间的两块墙体钢板;两块墙体钢板平行设置,墙体钢板两端面分别与两个钢管边框焊接固定;在两块墙体钢板之间的两个钢管边框上设有X形斜支撑,X形斜支撑包括四根圆钢管杆件和焊接空心球;四根圆钢管杆件一端与焊接空心球成X形焊接连接,四根圆钢管杆件另一端与相应的钢管边框侧端面焊接固定;在每个钢管边框底部的侧壁上焊接有加强钢板。优点在于:钢管边框和墙体之间均采用焊接连接,工厂预制,运送到施工现场焊接后,直接浇筑混凝土使整个剪力墙成型,简化其施工工艺,以加快施工效率。

Description

内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙
技术领域:
本实用新型涉及一种内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,属于建筑领域。
背景技术:
随着国内外高层建筑结构越来越多,人们对高层建筑的抗震设防和施工技术方面的研究也愈加重视。而剪力墙和由剪力墙组成的筒体是高层建筑抗震的核心部分,剪力墙结构对于高层建筑的安全可靠有着至关重要的作用,所以创新剪力墙的形式,提高剪力墙的承载力和抗震性能,以及改进其施工技术也就成为了建筑领域的热门课题之一。
对于一些高层及超高层剪力墙,结构底部要承担的剪力很大,如果采用普通混凝土剪力墙常常难以满足承载力和侧向刚度的要求。因此国内外很多学者研制出了不同类型的钢-混凝土组合剪力墙,一定程度上解决了这一矛盾,但是对钢材和混凝土剪力墙本身的耗能能力挖掘还不够。有的学者提出了内藏暗支撑剪力墙,但是所用的支撑为矩形截面的钢板,其截面的回转半径较小,在大震作用下容易发生平面外的失稳,安全储备不够。当大震来临时,钢支撑位置所受的力较大,容易发生钢支撑所在平面外的屈曲,造成墙体刚度的快速下降。也有人提出H型钢截面的支撑形式,该截面形式两个主轴方向的惯性矩和回转半径不一样,也即在不同方向上的抗失稳的能力有大有小,并不相同。
在目前国内外学者进行过的带钢管混凝土边框混凝土组合剪力墙的低周反复荷载试验和模拟地震振动台试验研究中,如果钢管混凝土边框底部的钢管一旦开裂,则整个墙体的刚度就会急剧下降,墙体侧向位移迅速变大,对抗震十分不利。
实用新型内容:
本实用新型的目的在于提供一种大幅提高剪力墙抗震性能的同时明显简化其施工工艺的内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙。
本实用新型由如下技术方案实施:内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,其包括内腔浇注混凝土的两个中空的方形钢管边框(1)和方形钢管边框(1)之间的两块墙体钢板(2);其中,两块所述墙体钢板(2)平行设置,每块所述墙体钢板(2)相对的两端面分别与两个竖直设置的所述钢管边框(1)相对的侧端面焊接固定;在两块所述墙体钢板(2)之间的两个所述钢管边框(1)上设有X形斜支撑,X形斜支撑包括四根圆钢管杆件(3)和焊接空心球(4);四根所述圆钢管杆件(3)一端与所述焊接空心球(4)成X形焊接连接,四根所述圆钢管杆件(3)另一端与相应的所述钢管边框(1)侧端面焊接固定;在所述钢管边框(1)和所述墙体钢板(2)形成的腔体内浇注有混凝土;在每个所述钢管边框(1)底部的侧壁上焊接有加强钢板(5)。
所述加强钢板(5)的厚度与所述钢管边框(1)的壁厚相同,所述加强钢板(5)的高度为所述钢管边框(1)高度的1/3。
本实用新型的优点:钢管边框的底部1/3范围内加焊有加强钢板,可以提高其在大震作用下的安全储备,加强其对中部混凝土墙板约束作用,更好地延缓混凝土墙板的刚度退化。当混凝土墙板由于地震作用而性能严重退化后,确保钢管混凝土边框柱仍具有很好的后期承载力,使结构处于坏而不倒的状态;墙体钢板替代了传统混凝土剪力墙中两层由竖向分布钢筋、水平分布钢筋组成的钢筋网,减少了传统剪力墙施工中绑扎钢筋的工序,提高了施工效率,并且对包在中间的混凝土起到约束作用;斜支撑的杆件采用圆钢管,其回转半径较大,和矩形截面的薄钢板相比,在大震来临时圆钢管可以有效地降低支撑杆件发生平面内或平面外失稳的风险;斜支撑在交点处用焊接空心球焊接连接,焊接空心球节点本身就是中心对称结构,具有构造简单,连接方便,不易产生节点偏心等优点,可以保证钢管的中心线交于焊接空心球的中心,使斜支撑在平面内受力更加合理。
钢管边框和墙体之间均采用焊接连接,工厂预制,运送到施工现场焊接后,直接浇筑混凝土使整个剪力墙成型,简化其施工工艺,以加快施工效率。
附图说明:
图1为本实用新型的整体示意图。
图2为本实用新型的水平断面示意图。
钢管边框1、墙体钢板2、圆钢管杆件3、焊接空心球4、加强钢板5、混凝土保护层6。
具体实施方式:如图1和图2所示,内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,其包括内腔浇注混凝土的两个中空的方形钢管边框1和方形钢管边框1之间的两块墙体钢板2;其中,两块墙体钢板2平行设置,每块墙体钢板2相对的两端面分别与两个竖直设置的钢管边框1相对的侧端面焊接固定;在两块墙体钢板2之间的两个钢管边框1上设有X形斜支撑,X形斜支撑包括四根圆钢管杆件3和焊接空心球4;四根圆钢管杆件3一端与焊接空心球4成X形焊接连接,四根圆钢管杆件3另一端与相应的钢管边框1侧端面焊接固定;X形斜支撑采用圆钢管杆件3,其回转半径较大,和矩形截面的薄钢板相比,在大震来临时圆钢管可以有效地降低支撑杆件发生平面内或平面外失稳的风险;和H型钢截面的支撑相比,圆钢管截面对过形心的各个轴上的惯性矩和回转半径都一样,在不同方向上的抗失稳的能力都相同,在大震来临时有更好的抗失稳的能力;焊接空心球4节点本身就是中心对称结构,具有构造简单,连接方便,不易产生节点偏心等优点,可以保证圆钢管杆件3的中心线交于焊接空心球4的中心,使X形斜支撑在平面内受力更加合理;在钢管边框1和墙体钢板2形成的腔体内浇注有混凝土,在墙体钢板2外侧浇筑有混凝土保护层6;在每个钢管边框1底部的侧壁上焊接有加强钢板5,加强钢板5的厚度与钢管边框1的壁厚相同,加强钢板5的高度为钢管边框1高度的1/3,可以提高其在大震作用下的安全储备,加强其对中部混凝土墙板约束作用,更好地延缓混凝土墙板的刚度退化。当混凝土墙板由于地震作用而性能严重退化后,确保钢管混凝土边框柱仍具有很好的后期承载力,使结构处于坏而不倒的状态。
使用说明:
步骤一制作钢管边框1,用相应规格的钢板焊接而成。在钢管边框1焊接好后,其底部区域再加焊一层加强钢板3,加强钢板3的高度为钢管边框1高度的1/3,厚度取钢管边框1的厚度。
步骤二制作X形斜支撑,将四根圆钢管杆件3一端与焊接空心球4成X形焊接连接,圆钢管杆件3的中心线交于焊接空心球4的中心。
步骤三将步骤二中制作好的X形斜支撑整体焊接到钢管边框1的相应位置上。
步骤四将墙体钢板2整体焊接到钢管边框1的相应位置上。
步骤五支模板,在钢管边框1和墙体钢板2内灌入混凝土,做好振捣工作,墙体钢板2用来替换传统剪力墙中竖向分布钢筋、水平分布钢筋组成的钢筋网;在墙体钢板2外侧浇筑有混凝土保护层6。
步骤六混凝土养护,剪力墙成型。
以上是本实用新型的一个典型实施例,本实用新型的实施不限于此。

Claims (2)

1.内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,其特征在于,其包括内腔浇注混凝土的两个中空的方形钢管边框(1)和方形钢管边框(1)之间的两块墙体钢板(2);其中,两块所述墙体钢板(2)平行设置,每块所述墙体钢板(2)相对的两端面分别与两个竖直设置的所述钢管边框(1)相对的侧端面焊接固定;在两块所述墙体钢板(2)之间的两个所述钢管边框(1)上设有X形斜支撑,X形斜支撑包括四根圆钢管杆件(3)和焊接空心球(4);四根所述圆钢管杆件(3)一端与所述焊接空心球(4)成X形焊接连接,四根所述圆钢管杆件(3)另一端与相应的所述钢管边框(1)侧端面焊接固定;在所述钢管边框(1)和所述墙体钢板(2)形成的腔体内浇注有混凝土;在每个所述钢管边框(1)底部的侧壁上焊接有加强钢板(5)。
2.根据权利要求1所述的内藏圆钢管截面斜支撑分体式混凝土组合剪力墙,其特征在于,所述加强钢板(5)的厚度与所述钢管边框(1)的壁厚相同,所述加强钢板(5)的高度为所述钢管边框(1)高度的1/3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104989011A (zh) * 2015-06-19 2015-10-21 同济大学 高精度钢连梁与混凝土剪力墙装配式单向螺栓连接体系
CN114753524A (zh) * 2022-04-14 2022-07-15 北京工业大学 一种内置密布柱式双层波形钢板组合剪力墙

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