CN207944590U - 一种装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，属于建筑结构技术领域。目的是提供一种预制率高、构造简单、施工方便、成本低、安全可靠等综合性能好的完全装配式结构体系。体系由钢框架、预制型钢混凝土剪力墙和预制混凝土组合楼盖3个部分组成,预制型钢混凝土剪力墙安装在钢框架内部，所述钢框架包括柱体及工字钢梁，所述预制型钢混凝土剪力墙两侧设有H型钢，钢框架与预制型钢混凝土剪力墙之间通过锁扣式竖向连接装置连接，相邻的预制型钢混凝土剪力墙相互之间通过锁扣式竖向连接装置连接，工字钢梁通过锁扣式竖向连接装置、伸缩式水平连接装置与柱体、预制型钢混凝土剪力墙连接成一体。

Description

一种装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系

技术领域

本实用新型具体涉及一种装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，属于建筑结构技术领域。

背景技术

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快，受气候条件制约小，节约劳动力并可提高建筑质量。

装配式建筑规划自2015年以来密集出台，在党中央及国务院大力发展装配式建筑政策引导下，各地积极响应，多措并举，因地制宜发展装配式建筑。据不完全统计，截至目前，全国31个省（自治区、直辖市）全部出台了大力发展装配式建筑相关政策，装配式建筑整体发展态势已基本形成；各地出台和在编的装配式建筑规范达200余项，为装配式建筑发展打下了坚实基础。

目前，在多、高层建筑中常见的有以钢框架或钢筋混凝土框架为主要竖向受力构件，以钢支撑、钢筋混凝土核心筒、剪力墙等为主要水平受力构件组成的钢框架-支撑、钢框架-核心筒、钢筋混凝土框架-核心筒、钢筋混凝土框架-剪力墙等结构体系。上述抗侧体系均能增加结构抗侧刚度，但存在构造复杂、装配化施工不便、维护成本高等缺点。

在装配式建筑中，新旧混凝土的连接构造是现场施工的一个难点，预制构件与新浇筑混凝土之间的连接难度更大，要求连接部位表面必须是露出毛碴，这成为构件否连接为整体的关键，人工凿毛是常用的方法之一，落后的技术会对混凝土构件形成隐伤。同时由于地震等自然灾害的影响，减隔震技术在多高层或超高层装配式建筑中的应用也是势在必行。

现有的预制混凝土剪力墙接缝连接的构造方式主要有：现浇带连接、套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接、型钢抗剪键连接、后张法预应力连接、钢板螺栓连接等。

现浇带连接是一种比较传统的连接方式，这种连接方式存在以下问题: 1) 在施工过程中上部墙体难以固定；2)现浇带顶面的混凝土难以浇筑密实。套筒灌浆连接技术是一种目前比较成熟的预制混凝土构件连接技术，它存在灌浆质量难以管理，钢筋搭接长度过长，套筒较粗，保护层厚度过小等情况。预留孔浆锚搭接是目前一种主要连接形式，但在不太厚的墙体中预留大量插孔，施工难度大，孔边缘的混凝土厚度很小，如果在构件的运输过程中，孔洞损坏，就会影响构件的连接性能。螺栓连接是机械连接的一种，其连接构造简单，但是对精度要求相对较高。而后张预应力连接在耗能能力方面的表现却非常有限。键槽连接主要用于装配式大板结构中。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于钢结构连接技术的新型装配式钢框架-预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）。该体系由钢框架、预制型钢混凝土剪力墙和预制混凝土组合楼盖3个部分，其核心技术在于主要抗侧力构件的竖向连接（即墙与墙、墙与柱）和水平连接（即墙与梁），是一种预制率高、构造简单、施工方便、成本低、安全可靠等综合性能好的完全装配式结构体系，符合当前发展需要。

具体的，本实用新型的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，包括钢框架、预制型钢混凝土剪力墙，预制型钢混凝土剪力墙安装在钢框架内部，所述钢框架包括柱体及工字钢梁，所述预制型钢混凝土剪力墙两侧设有H型钢，钢框架与预制型钢混凝土剪力墙之间通过锁扣式竖向连接装置连接，相邻的预制型钢混凝土剪力墙相互之间通过锁扣式竖向连接装置连接，工字钢梁通过锁扣式竖向连接装置、伸缩式水平连接装置与柱体、预制型钢混凝土剪力墙连接成一体。

进一步的，所述柱体为H型钢柱或箱型截面柱。

进一步的，所述锁扣式竖向连接装置包括设置在H型钢肢端的焊接锁口。

进一步的，所述锁口为C型或U型。

进一步的，所述伸缩式水平连接装置包括角钢、螺栓，工字钢梁上精确预留螺栓孔位，预制型钢混凝土剪力墙体上螺栓孔位采用长圆孔构造，工字钢梁通过角钢、螺栓与预制型钢混凝土剪力墙连接。

进一步的，所述装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系还包括预制混凝土组合楼盖。

进一步的，所述预制混凝土组合楼盖为压型钢板组合楼盖或钢筋桁架叠合楼盖。

所述预制混凝土组合楼盖可采用压型钢板组合楼板、钢筋桁架叠合楼盖等。钢框架中柱体与预制型钢混凝土剪力墙之间通过锁扣式竖向连接装置连接，相邻的预制型钢混凝土剪力墙相互之间通过锁扣式竖向连接装置连接；预制型钢混凝土剪力墙通过伸缩式水平连接装置与钢框架中上部工字钢梁连接成一体，预制型钢混凝土剪力墙底部与下部框架梁预留约120mm厚间距，然后通过现场浇筑钢筋混凝土与下部框架梁及预制混凝土组合楼盖连接成整体。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，具有以下优点：

1. 预制率较高

新型装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）由钢框架、预制型钢混凝土剪力墙和预制混凝土组合楼盖三大部件组成，其均可进行工业化生产、现场安装湿作业较少，可不受季节限制、施工周期短等优点。

2.具有一定的减隔震性能

新型装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）是一种双重抗侧力结构体系，“锁扣式竖向连接装置”是一种新型减隔震装置（钢阻尼滑动连接装置），钢阻尼装置原材料为钢材，按设计要求可加工为C形、U形或其它所需要的形状。“锁扣式竖向连接装置”在预制墙体时可定位墙体厚度和保护层厚度，在吊装时可作为布置吊点，可实现墙体与钢框架同步安装。

该体系在风荷载或地震作用下，通过锁扣式竖向连接装置来耗散或吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。

3. 平面布置灵活、构件易更换

预制型钢混凝土剪力墙主要通过螺栓和框架梁连接，可根据要求灵活调整墙体以满足结构抗侧刚度的需求，另一方面可根据门窗洞口的布置，灵活地调整墙体位置，实现建筑和结构的统一。如若发生地震，亦可实现墙体的灾后维修和更换。

4. 提高工程质量，降低维护费用

在锁扣式竖向连接处可穿插管线，布置管道系统与设备，以减少墙体或楼板开孔。预制型钢混凝土剪力墙可解决钢结构房屋维护体系的防火、防腐问题，实现抗侧力体系与维护体系制作、施工一体化。

附图说明

图1为钢框架-预制装配式剪力墙连接方式示意图。

图2为图1中H型钢柱的结构示意图。

图3为预制型钢混凝土剪力墙之间锁扣式竖向连接平面图。

图4为H钢柱-预制型钢混凝土剪力墙之间锁扣式竖向连接平面图。

图5为箱型钢柱-预制型钢混凝土剪力墙之间锁扣式竖向连接平面图。

图6为预制型钢混凝土剪力墙与钢框架中上部工字钢梁之间伸缩式水平连接示意图。

图7为图6中H型钢柱的示意图。

图8为预制型钢混凝土剪力墙与钢框架中下部工字钢梁之间水平连接示意图。

附图标记如下：

1 H型钢柱 2 工字钢梁

3 预制型钢混凝土剪力墙 4 锁扣式竖向连接装置

5 C型槽 6 伸缩式水平连接装置

7 角钢 8 栓钉

9 箱型截面柱 10 螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

本新型的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种新型装配式钢框架-预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）由钢框架、预制型钢混凝土剪力墙和预制混凝土组合楼盖3个部分组成，如图1、图2所示。PS-PCW体系主要构件均在工厂制作，现场安装，大幅度减少现场湿作业，节省人力，提高效率。

钢框架由H型钢柱1或箱型截面柱9及工字钢梁2组成的主要受力构件。在钢柱和钢梁之间通过锁扣式竖向连接装置4和伸缩式水平连接装置6，将墙、柱、梁连接为一整体。

预制型钢混凝土剪力墙3，在墙体的两侧配置带有锁扣式竖向连接装置4的H型钢，该装置在预制墙体时可定位墙体厚度和保护层厚度，在吊装时可作为布置吊点，可实现墙体与钢框架同步安装。

预制混凝土组合楼盖可采用压型钢板组合楼板、钢筋桁架叠合楼盖等，其在工厂预制，现场安装后可作为施工阶段的模板，承担面层混凝土以及施工荷载，同时钢筋桁架作为混凝土楼板的配筋承担使用荷载。钢筋桁架叠合楼盖具有经济适用、施工便捷、质量可靠等优点，可实现设计标准化和制造工业化。

新型装配式钢框架-预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）通过锁扣式竖向连接装置4将钢柱与墙体（或墙体与墙体）连接，由伸缩式水平连接装置6将墙体与钢梁连接。

锁扣式竖向连接装置4，是在剪力墙两侧预埋H型钢，在该型钢的肢端焊接锁口，形成锁扣式连接装置。该装置是一种新型减隔震装置（钢阻尼滑动连接装置），钢阻尼装置原材料为钢材，按设计要求可加工为C形槽5、U形槽或其它所需要的形状。该装置一方面可以根据结构刚度需求，灵活地调整墙体宽度；另一方面可根据建筑平面布置的要求，灵活地调整墙体位置，实现建筑和结构的统一。

伸缩式水平连接装置6可满足将剪力墙作为承受水平荷载的主要受力构件的需求，使其在施工阶段不承担荷载，而仅在使用阶段承担少量的竖向活荷载，以提高墙体变形能力，使之与钢框架在变形能力方面能够较好地匹配。

墙墙之间锁扣式竖向连接：

带竖向锁扣式连接装置4的预制型钢混凝土剪力墙3，通过竖向锁扣式连接装置相互穿插而实现墙体之间的连接，见图3所示。

墙柱之间锁扣式竖向连接：

H型钢柱1-预制型钢混凝土剪力墙3之间锁扣式竖向连接见图4所示。箱型钢柱9-预制型钢混凝土剪力墙3之间锁扣式竖向连接见图5所示。

墙体顶部伸缩式水平连接：

预制型钢混凝土剪力墙3通过角钢7与框架梁螺栓连接，工字钢梁2上精确预留螺栓孔位，预制墙体采用长圆孔构造，如图6、图7所示。在实际施工安装过程中，框架梁上的螺栓孔位可准确定位墙体位置，而预制型钢混凝土剪力墙采用的高强长圆孔螺栓10可先初拧，待主体结构施工完毕后终拧，以确保制墙体仅承担使用阶段的竖向活荷载，同时亦可调整施工误差。

墙体底部水平连接：

预制型钢混凝土剪力墙3，如图8所示，墙体两侧H型钢通过角钢与工字钢梁2螺栓连接（框架梁上精确预留螺栓孔位，可保证墙体垂直度），框架梁上设置抗剪栓钉8，混凝土墙体底部与框架梁间预留约120mm厚间距（此厚度需根据板厚决定，但必须保证浇筑后的楼盖包裹墙体），以方便楼板钢筋穿过，待预制混凝土组合楼盖安装完毕后，将楼板面层同预留缝隙一次浇筑。

新型装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系体系（PS-PCW体系）主要组成构件（钢柱、钢梁或钢骨、型钢混凝土剪力墙等均在加工场制作，在施工现场通过“锁扣式竖向连接装置”和“伸缩式水平连接装置”将钢框架构件和型钢混凝土剪力墙连接，然后以预制混凝土组合楼盖为支撑，在其上布置钢筋，通过浇筑混凝土把楼板、钢柱、钢梁和型钢混凝土剪力墙浇筑成整体。

适用于多、高层钢框架-延性墙板结构、筒体结构、巨型结构等。预制型钢混凝土剪力墙抗侧体系均能增加结构抗侧刚度，且构造简单、装配率高、维护成本低等优点。

该体系主要构件可标准化生产，可大幅度减少现场湿作业，节省人力，提高效率。前景广泛，适用于房地产开发、设计院、建筑企业等，可提供详细的技术支持和产品开发。

预计利润巨大，有发展潜力。适合装配式建筑施工现场构件连接，可为工程施工带来巨大便利，具有广阔的发展前景。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，包括钢框架、预制型钢混凝土剪力墙，预制型钢混凝土剪力墙安装在钢框架内部，其特征在于，所述钢框架包括柱体及工字钢梁，所述预制型钢混凝土剪力墙两侧设有H型钢，钢框架与预制型钢混凝土剪力墙之间通过锁扣式竖向连接装置连接，相邻的预制型钢混凝土剪力墙相互之间通过锁扣式竖向连接装置连接，工字钢梁通过锁扣式竖向连接装置、伸缩式水平连接装置与柱体、预制型钢混凝土剪力墙连接成一体。

2.如权利要求1所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述柱体为H型钢柱或箱型截面柱。

3.如权利要求2所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述锁扣式竖向连接装置包括设置在H型钢肢端的焊接锁口。

4.如权利要求3所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述锁口为C型或U型。

5.如权利要求1所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述伸缩式水平连接装置包括角钢、螺栓，工字钢梁上精确预留螺栓孔位，预制型钢混凝土剪力墙体上螺栓孔位采用长圆孔构造，工字钢梁通过角钢、螺栓与预制型钢混凝土剪力墙连接。

6.如权利要求1所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系还包括预制混凝土组合楼盖。

7.如权利要求6所述的装配式钢框架－预制型钢混凝土剪力墙结构体系，其特征在于，所述预制混凝土组合楼盖为压型钢板组合楼盖或钢筋桁架叠合楼盖。