CN206784659U - 缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，包括外包钢板，所述外包钢板由沿墙体长度方向的钢板和沿墙体厚度方向的钢板围绕并焊接而成；所述外包钢板内部由沿墙体厚度方向设置的两块端部加劲肋板分割成两个端部腔体和一个中部腔体，所述端部腔体和中部腔体内浇筑有高性能混凝土；所述中部腔体内沿墙体厚度方向设置有中间加劲肋板，所述中部腔体内壁设置有短加劲肋，所述中部腔体内沿墙体厚度方向相对设置的短加劲肋间固定有缀板。本实用新型缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙能减少在大震作用下墙体的安全隐患，同时也减小现场焊接作业量，方便施工，节约工程成本。

Description

缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙

技术领域

本实用新型涉及剪力墙技术，尤其涉及一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙。

背景技术

混凝土抗压强度大，材料来源广泛，钢筋抗压、抗拉强度相同且非常大，由混凝土和钢筋组成的剪力墙可充分发挥混凝土和钢筋的材料性能，在实际项目当中广泛运用。混凝土剪力墙刚度大，抗压强度大，是高层混凝土结构中不可或缺的构件之一，我国现发行的规范如《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等对混凝土剪力墙都进行了详细的规定。

对于超高层混凝土结构、超高层混合结构，随高度的增加，底部混凝土剪力墙的厚度逐渐增大，在罕遇地震甚至是设防地震下，拉应力超过混凝土抗拉极限，塑性发展迅速，发生拉压或剪切破坏，因此需在剪力墙内增设钢骨或内置钢板剪力墙。目前，各种结构类型的超高层混凝土结构、超高层混合结构都需在底部部分或全部墙肢内增设钢骨或内置钢板。

通过对现有400m以上的超高结构调查分析，底部一定范围核心筒墙体设计为内置单层钢板剪力墙或内置双层钢板剪力墙，这些墙体抗震、抗风性能好，且墙体厚度比较薄，但是施工非常复杂，需要设置大量模板、现场钢筋绑扎和焊接工作，且由于内置钢板与混凝土对热效应的反应不同而导致的混凝土产生大量的裂纹，几乎每个项目都进行了实比例内置钢板剪力墙的现场实验，需投入大量的人力、物力、财力。而外包钢板剪力墙既拥有内置钢板剪力墙的优点，又可解决内置钢板剪力墙的缺点，剪力墙设置成多腔体，在腔体内浇筑混凝土，相当于将多个矩形钢管混凝土柱连接在一起，外包钢板腔体都可在工厂制作，施工简单，不需模板，节能环保，可以做到绿色施工。外包钢板混凝土剪力墙，由于钢板置于外侧，在高轴压比下，外包钢板易于屈曲；在高拉力下，外包钢板与混凝土易于分离，为了防止外包钢板屈曲或与混凝土分离，外包钢板一般很厚，难以避免浪费，同时还可能留下安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对传统纯混凝土剪力墙在罕遇地震下，拉应力超过混凝土抗拉强度极限值，塑性发展过快，过早破坏；内置钢板剪力墙构造复杂、施工难点高、造价成本高；外包钢板壁厚太厚，浪费钢材，还可能存在安全隐患的问题，提出一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，该剪力墙能降低在大震作用下墙体的安全隐患，同时也减小现场焊接作业量，方便施工，节约工程成本。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，包括外包钢板，所述外包钢板由沿墙体长度方向的钢板和沿墙体厚度方向的钢板围绕并焊接而成；所述外包钢板内部由沿墙体厚度方向设置的两块端部加劲肋板分割成两个端部腔体和一个中部腔体，所述端部腔体和中部腔体内浇筑有高性能混凝土；所述中部腔体内沿墙体厚度方向设置有中间加劲肋板，所述中部腔体内壁设置有短加劲肋，所述中部腔体内沿墙体厚度方向相对设置的短加劲肋间固定有缀板。

进一步地，所述端部腔体的长度是厚度1～2倍，中部腔体的长度是厚度的 5～8倍。如无特殊说明，本申请中所述长度、厚度均以缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙的墙体为基准。

进一步地，所述端部加劲肋板距剪力墙厚度方向的钢板距离为1～2倍墙厚，所述中间加劲肋板距端部加劲肋板的距离为5～8倍墙厚；所述中部腔体内的短加劲肋距端部加劲肋板、中间加劲肋板或相邻短加劲肋间的距离为1～3倍墙厚。

进一步地，所述端部腔体外包钢板的宽厚比为所述相邻短加劲肋的间距与外包钢板厚度的比值为所述f_y为外包钢板钢材的屈服强度。

进一步地，所述高性能混凝土为高强度混凝土，强度等级C60～C120。

进一步地，所述外包钢板、端部加劲肋板为高强度钢材，包括但不限于 Q345、Q420、Q460或Q520钢；所述中间加劲肋板、T形加劲肋为普通钢材，包括但不限于Q235钢。

进一步地，所述中部腔体内的短加劲肋沿墙体高度设置，所述缀板与短加劲肋焊接连接，所述缀板宽度150～350mm，沿墙体高度方向相邻缀板间距500～2000mm，在楼层位置处均设置。

进一步地，在端部腔体内设置连接楼层梁或连梁的肋板，所述端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板上预留的浇筑混凝土孔短边尺寸不小于200mm，端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板的侧面与预留浇筑混凝土孔的最小距离不小于墙体厚度1/4。

进一步地，墙体厚度大于800mm时在外包钢板内壁上焊接栓钉，所述相邻栓钉间距为150～250毫米。

本实用新型缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，将钢板放置在墙的外侧，形成包括端部腔体和中部腔体的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，在腔体内浇灌混凝土，为了防止中部腔体的外包钢板过早屈曲，在中部腔体的外包钢板内壁设置加劲肋与缀板。本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

1)本实用新型采用的外包钢板、端部加劲肋板及中间加劲肋板在钢结构加工厂内制作完成，焊接质量容易保证，不需模板。

2)施工现场浇灌空腔(端部腔体和中部腔体)内的混凝土，剪力墙内没有钢筋或钢筋非常少，便于施工。

3)空腔内可以浇注高标号混凝土，减少墙体厚度，从而减小地震作用和基础厚度。

4)充分利用剪力墙的受力特性，端部腔体主要承受拉弯、压弯内力，中部腔体主要承受水平剪力，端部腔体和中部腔体大小不同，腔体的外包钢板厚不同，各腔体内地混凝土等级可不同，节约材料，节省成本，端部腔体的长度与宽度之比1～2，中部腔体的长度与宽度之比达到5～8。

5)充分利用剪力墙的受力特性，端部腔体的外包钢板厚度可以厚，宽厚比不超过即可；中部腔体的外包钢板厚度可以薄，设置短加劲肋与缀板可明显减小中部腔体外包钢板的壁厚,短加劲肋的间距与外包钢板厚度的比值不超过即可(f_y为外包钢板钢材的屈服强度)，节约钢材。

6)短加劲肋与缀板，可明显减小中部腔体外包钢板的壁厚，节约钢材，减少现场焊接工作量，方便施工。

7)构造简单，施工方便，节约材料，降低施工成本，节能环保，绿色施工。

本实用新型专利中关于钢板、混凝土、钢构件的焊接、设计、加工和施工的要求均可按《钢结构设计规范》(GB50017－2014)、《混凝土结构设计规范呢》 (GB50010－2010)《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)、《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3-2010)等规范、规程执行。

附图说明

图1为本实用新型缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙的纵向剖面示意图；

图2为图1的AA断面图；

图3为图1的BB断面图；

图4为图2的CC向视图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其结构如图1-4所示，包括端部腔体1、中部腔体2、沿墙体长度方向的外包钢板 3、中间加劲肋板4、中部腔体内沿墙体高度方向设置的短加劲肋5、端部加劲肋板6、沿墙体厚度方向的外包钢板7、缀板8、栓钉9、楼层梁(连梁)对应位置处端部腔体的上肋板10、楼层梁(连梁)对应位置处端部腔体的下肋板11、楼层梁(连梁)对应位置12、上肋板10和下肋板11上预留浇筑混凝土的孔13、上肋板10和下肋板11与沿墙体长度方向的外包钢板3、、沿墙体厚度方向的外包钢板7或端部加劲肋板6连接角部上预留的排气孔14组成。其中，端部腔体的长度是厚度1～2倍，中部腔体的长度是厚度的5～8 倍；端部加劲肋板6距由沿墙体厚度方向的外包钢板7的距离为1～2倍墙厚，中间加劲肋板4距端部加劲肋板6或中间加劲肋板4的距离为5～8倍墙厚；短加劲肋5距端部加劲肋板6、中间加劲肋板4、或短加劲肋5的距离为1～ 3倍墙厚；焊接在中部腔体内短加劲肋5上的缀板8，宽度150～350毫米，竖向间距500～2000毫米，且在楼层位置均设置；端部腔体外包钢板的宽厚比为短加劲肋的间距与外包钢板厚度的比值为 墙体厚度不小于800mm时才在钢板内壁上焊接栓钉9，栓钉9 间距为150～250毫米；肋板10(11)上预留的浇筑混凝土孔12短边尺寸不小于200mm，肋板10(11)的侧面与预留浇筑混凝土孔的最小距离不小于墙体厚度1/4。沿墙体长度方向的外包钢板3、、沿墙体厚度方向的外包钢板7、中间加劲肋板4、短加劲肋5、端部加劲肋板6、栓钉8、上肋板10、下肋板11 在钢结构加工厂制作完成，所以钢板间均焊接连接，在施工现场向空腔内浇筑混凝土。

本实施例缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙充分利用剪力墙的受力特性，剪力墙的端部主要承受拉弯、压弯内力，剪力墙的中部抵抗水平力作用，采用腔体大小不同的端部腔体和中部腔体组合的多腔体外包钢板剪力墙，仅在剪力的外侧设置钢板，并沿剪力墙长度方向设置间距不同的肋板，形成包括端部腔体和中部腔体的多腔体外包钢板剪力墙，在腔体内浇灌混凝土，端部腔体的长度与宽度之比1～2，为了方便施工，节约钢材，节省成本，中部腔体的长度与宽度之比达到5～8，同时为了防止中部腔体的外包钢板过早屈曲，在中部腔体的外包钢板内壁设置沿墙体高度方向的短加劲肋和竖向间隔的缀板，来解决目前钢筋混凝土剪力墙、内置钢板剪力墙存在的问题。

实施例2

本实施例公开了一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，包括外包钢板，所述外包钢板由沿墙体长度方向的钢板和沿墙体厚度方向的钢板围绕并焊接而成；所述外包钢板内部由沿墙体厚度方向设置的两块端部加劲肋板分割成两个端部腔体和一个中部腔体，所述端部腔体和中部腔体内浇筑有高性能混凝土；所述中部腔体内沿墙体厚度方向设置有中间加劲肋板，所述中部腔体内壁设置有短加劲肋，所述中部腔体内沿墙体厚度方向相对设置的短加劲肋间固定有缀板。

所述端部腔体的长度是厚度1.5倍，中部腔体的长度是厚度的7倍。如无特殊说明，本申请中所述长度、厚度均以缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙的墙体为基准。

所述端部加劲肋板距剪力墙厚度方向的钢板距离为1.5倍墙厚，所述中间加劲肋板距端部加劲肋板的距离为6倍墙厚；所述中部腔体内的短加劲肋距端部加劲肋板、中间加劲肋板或相邻短加劲肋间的距离为2倍墙厚。

所述端部腔体外包钢板的宽厚比为所述相邻短加劲肋的间距与外包钢板厚度的比值为

所述高性能混凝土为高强度混凝土，强度等级C60～C120。

所述外包钢板、端部加劲肋板为高强度钢材，具体为Q345；所述中间加劲肋板、T形加劲肋为普通钢材，具体为Q235钢。

所述中部腔体内的短加劲肋沿墙体高度设置，所述缀板与短加劲肋焊接连接，所述缀板宽度200mm，沿墙体高度方向相邻缀板间距1000mm，在楼层位置处均设置。

在端部腔体内设置连接楼层梁或连梁的肋板，所述端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板上预留的浇筑混凝土孔短边尺寸不小于200mm，端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板的侧面与预留浇筑混凝土孔的最小距离不小于墙体厚度 1/4。

本实施例墙体厚度大于800mm时在外包钢板内壁上焊接栓钉，所述相邻栓钉间距为200毫米。

所述短加劲肋与缀板可明显减少中部腔体的外包钢板壁厚，防止外包钢板过早屈服，降低在大震作用下墙体的安全隐患，同时也减小现场焊接作业量，方便施工，节约工程成本。缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，既拥有普通钢筋混凝土墙体和内置钢板剪力墙的优点，又可提高墙体延性，延迟在地震或强风下塑性发展，减小墙体厚度，墙体不配钢筋或少配钢筋。外包钢板、加劲肋都可在工厂制作，端部腔体、中部腔体的钢结构部分都可在工厂制作、现场拼装，在空腔内现场浇筑混凝土，构造简单，无需墙体模板，施工方便，节约材料，降低施工成本，节能环保，绿色施工。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，包括外包钢板，所述外包钢板由沿墙体长度方向的钢板和沿墙体厚度方向的钢板围绕并焊接而成；所述外包钢板内部由沿墙体厚度方向设置的两块端部加劲肋板分割成两个端部腔体和一个中部腔体，所述端部腔体和中部腔体内浇筑有高性能混凝土；所述中部腔体内沿墙体厚度方向设置有中间加劲肋板，所述中部腔体内壁设置有短加劲肋，所述中部腔体内沿墙体厚度方向相对设置的短加劲肋间固定有缀板。

2.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述端部腔体的长度是厚度1～2倍，所述中部腔体的长度是厚度的5～8倍。

3.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述端部加劲肋板距剪力墙厚度方向的钢板距离为1～2倍墙厚，所述中间加劲肋板距端部加劲肋板的距离为5～8倍墙厚；所述中部腔体内的短加劲肋距端部加劲肋板、中间加劲肋板或相邻短加劲肋间的距离为1～3倍墙厚。

4.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述端部腔体外包钢板的宽厚比为所述相邻短加劲肋的间距与外包钢板厚度的比值为f_y为外包钢板钢材的屈服强度。

5.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述高性能混凝土为高强度混凝土，强度等级C60～C120。

6.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述外包钢板、端部加劲肋板为高强度钢材。

7.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，所述中部腔体内的短加劲肋沿墙体高度设置，所述缀板与短加劲肋焊接连接，所述缀板宽度150～350mm，沿墙体高度方向相邻缀板间距500～2000mm，在楼层位置处均设置。

8.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，在端部腔体内设置连接楼层梁或连梁的肋板，所述端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板上预留的浇筑混凝土孔短边尺寸不小于200mm，端部腔体连接楼层梁或连梁的肋板的侧面与预留浇筑混凝土孔的最小距离不小于墙体厚度1/4。

9.根据权利要求1所述缀板式的多腔体外包钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于，墙体厚度大于800mm时在外包钢板内壁上焊接栓钉，所述相邻栓钉间距为150～250毫米。