CN209145072U - 兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，钢骨连梁的长度方向包括相互连接的加强段和耗能段，加强段和耗能段均包括钢骨、套于钢骨外的钢筋笼以及浇筑于钢筋笼上的混凝土，加强段和耗能段的两端分别与两侧的剪力墙固定连接，加强段和耗能段的钢骨与剪力墙内钢骨柱固定连接，加强段和耗能段的钢筋均伸入剪力墙内，耗能段包括连接段以及过渡段，加强段的高度大于连接段的高度，过渡段的混凝土坡度与其内部钢骨坡度相同，楼面梁与加强段固定连接且与其外边缘的距离不小于100mm。本实用新型提出的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，可支承楼面梁，同时兼具承重构件和耗能构件的双重性能。

Description

兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁

技术领域

本实用新型涉及建筑设计与施工技术领域，尤其涉及一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁。

背景技术

楼面梁不宜支承在剪力墙或核心筒的连梁上，在实际工程中为了避开连梁，通常需要将楼盖梁布置成斜梁。然而，楼盖梁布置成斜梁材料损耗大，施工不便，不利于房间分割及设备布置。因此，工程中往往存在连梁支撑楼面梁的需求。普通联肢墙结构延性和耗能性能较差，需要通过在剪力墙和连梁中加入钢骨提高其抗震性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，旨在支承楼面梁，同时兼具承重构件和耗能构件的双重性能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，钢骨连梁的长度方向包括相互连接的加强段和耗能段，加强段和耗能段均包括钢骨、套于钢骨外的钢筋笼以及浇筑于钢筋笼上的混凝土，加强段和耗能段的两端分别与两侧的剪力墙固定连接，加强段和耗能段的钢骨与剪力墙内钢骨柱固定连接，加强段和耗能段的钢筋均伸入剪力墙内，耗能段包括与剪力墙连接的截面不变的连接段以及与加强段连接的变截面的过渡段，加强段的高度大于连接段的高度，过渡段的混凝土坡度与其内部钢骨坡度相同，楼面梁与加强段固定连接且与其外边缘的距离不小于100mm。

优选地，所述加强段和耗能段的钢骨为型钢，剪力墙内钢骨柱与连梁型钢的翼缘板对应位置设置有横向加劲肋，横向加劲肋的厚度不小于翼缘板的厚度，强度与翼缘板相同。

优选地，所述连接段、过渡段与加强段的顶端面平齐设置，连接段底端面的安装高度高于加强段底端面的安装高度，过渡段底端面的坡度不大于1:3。

优选地，所述连接段底端面的安装高度与加强段底端面的安装高度之间高差小于等于400 mm。

优选地，所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的厚度不同。

优选地，当所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的差值大于4mm时，过渡段底端面的坡度不大于1:2.5。

优选地，所述连接段和加强段与过渡段之间的变截面处均设置有加劲肋板。

优选地，所述剪力墙内钢骨柱沿墙长通高设置，所述耗能段的刚度折减系数为0.6~0.8，加强段的刚度放大系数为1.5~2.0。

优选地，所述加强段和耗能段的钢骨与剪力墙内钢骨柱通过焊接连接。

优选地，所述耗能段的梁面纵筋伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，当耗能段的梁面纵筋伸入墙肢的长度小于600mm时，钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d，其中d为纵筋的直径；耗能段的梁底纵筋伸入加强段的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度；加强段的梁底纵筋左侧弯折伸入连梁的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，其右侧伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，且伸入墙肢的长度小于600mm时，钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d。

本实用新型提出的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，可作为剪力墙分段式钢骨连梁的标准模板。耗能段在中、大震下率先屈服耗能，出塑性铰。加强段在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。本分段式钢骨连梁，与传统的钢筋混凝土连梁相比，不仅提高了连梁的抗剪性能，改善了联肢墙结构延性和耗能性能，而且可以直接支承楼面梁，避免了将楼面梁布置成斜梁，施工方便，节约材料用量，设备安装方便，适应性强。

附图说明

图1为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与混凝土楼面梁连接时的结构示意图；

图2为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与楼面钢梁连接时的结构示意图；

图3为图1所示的配筋详图；

图4为图2所示的配筋详图；

图5为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁的型钢详图；

图6为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与混凝土楼面梁连接时的大样图；

图7为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与楼面钢梁连接时的大样图；

图8为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与剪力墙钢骨连接时一视角的节点示意图；

图9为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁与剪力墙钢骨连接时另一视角的节点示意图；

图10为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁中钢骨采用不同厚度钢板拼接时的示意图；

图11为本实用新型兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁中钢骨的翼缘板穿孔补强板构造示意图。

图中，1-耗能段，11-连接段，13-耗能段的梁面钢筋，14-耗能段的梁底钢筋，12-过渡段，2-加强段，21-加强段的梁底钢筋，22-加强段的梁面钢筋，3-混凝土楼面梁，4-楼面钢梁，5-梁顶连梁，6-中间层连梁，7-设备管线，8-梁内型钢，9-剪力墙，91-剪力墙内钢骨柱，92-栓钉，10-型钢翼缘板。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图11，本优选实施例中，一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，钢骨连梁的长度方向包括相互连接的加强段2和耗能段1，加强段2和耗能段1均包括钢骨、套于钢骨外的钢筋笼以及浇筑于钢筋笼上的混凝土，加强段2和耗能段1的两端分别与两侧的剪力墙9固定连接，加强段2和耗能段1的钢骨均与剪力墙内钢骨柱91固定连接，加强段2和耗能段1的钢筋均伸入剪力墙内，耗能段1包括与剪力墙连接的截面不变的连接段11以及与加强段2连接的变截面的过渡段12，加强段2的高度大于连接段11的高度（指连梁的高度），过渡段12的混凝土坡度与其内部钢骨坡度相同，楼面梁与加强段2固定连接且与其靠近耗能段1一侧的外边缘的距离不小于100mm（即图中楼面梁最右端与加强段2最右端之间的距离不小于100mm）。

本实施例图1和图2以楼面梁分别为混凝土楼面梁和楼面钢梁时来进行具体示意。加强段2按悬臂构件可以完全承担楼面梁的荷载。耗能段1在中、大震下率先屈服耗能，形成塑性铰。加强段2在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。

本实施例以加强段2和耗能段1的钢骨为型钢为例进行具体说明，当然也可设置钢板。

进一步地，剪力墙内钢骨柱91与连梁型钢的翼缘板对应位置设置有横向加劲肋，横向加劲肋的厚度不小于翼缘板的厚度，强度与翼缘板相同。通过设置横向加劲肋，从而加强了剪力墙9与型钢的连接强度。

本实施例中，连接段11、过渡段12与加强段2的顶端面平齐设置，连接段11底端面的安装高度高于加强段2底端面的安装高度，过渡段12底端面的坡度不大于1:3。

结合参照图3和图4，连接段11底端面的安装高度与加强段2底端面的安装高度之间高差小于等于400 mm。

参照图10，加强段2和耗能段1的型钢翼缘板的厚度不同。当加强段2和耗能段1的型钢翼缘板的差值大于4mm时，过渡段12底端面的坡度不大于1:2.5。

进一步地，连接段11和加强段2与过渡段12之间的变截面处均设置有加劲肋板。

参照图5，因钢连梁的设计需要，剪力墙内钢骨柱91沿墙长通高设置，在钢骨柱与连梁连接节点区内钢筋需加密加粗设置，耗能段1的刚度折减系数为0.6~0.8，加强段2的刚度放大系数为1.5~2.0。

加强段2和耗能段1的钢骨与剪力墙内钢骨柱91通过焊接连接。具体地，连梁型钢的翼缘板与剪力墙内钢骨柱91翼缘板间采用全熔透坡口焊缝，腹板与柱采用双面角焊缝连接，腹板厚度大于16mm时采用K形坡口焊缝连接。连梁型钢的腹板上下端均做扇形切角，下端的切角高度稍大些，允许施焊时焊条通过。下翼缘板焊接衬板的反面与柱翼缘板或壁板的连接处，应沿衬板全长用角焊缝连接。

耗能段的梁面纵筋13伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，当耗能段的梁面纵筋13伸入墙肢的长度小于600mm时（当伸入墙肢的长度≥600mm时，可不必往下弯折），钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d，其中d为纵筋的直径；耗能段的梁底纵筋14伸入加强段2的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度。

加强段的梁底纵筋21左侧弯折伸入连梁的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，其右侧伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，且伸入墙肢的长度小于600mm时（当伸入墙肢的长度≥600mm时，可不必往下弯折），钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d。

另外，参照图11，在型钢翼缘板10上钢筋穿孔处还安装有穿孔补强板。加强段2和耗能段1的钢骨和剪力墙内钢骨柱91相应位置均可设置穿孔补强板。

本兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁其具体设计过程如下。

（1）有限元建模时，将连梁的耗能段1和加强段2分开建模。耗能段1与加强段2的高差根据实际工程要求，可取为0~400mm。

（2）在结构弹性分析时，将连梁耗能段1的刚度进行折减，折减系数不宜小于0.6。通常设防烈度6、7度时折减系数建议取0.7，设防烈度8、9度时折减系数取0.6；连梁加强段2的刚度进行放大，放大系数建议取1.5~2.0。

（3）加强段2按悬臂构件验算时，应可以完全承担楼面梁的荷载。当连梁钢骨为钢板时，加强段2还设有满足悬臂梁要求的附加梁面抗弯钢筋和抗剪加强箍，附加梁面钢筋按单面吊筋构造，连梁的加强段2在楼面梁和剪力墙9之间根据设计需要，可增设箍筋加强段2。当钢骨连梁钢骨为型钢时，型钢的加强段2的梁高及板件尺寸按悬臂梁计算确定。

（4）采用弹塑性分析进行验证，确保中震下加强段2基本保持弹性，大震下加强段2仅有轻微损伤，耗能段1可出现塑性铰。

本实施例提出的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，可作为剪力墙分段式钢骨连梁的标准模板。耗能段1在中、大震下率先屈服耗能，出塑性铰。加强段2在中震下基本保持弹性，在大震下仅轻微损伤。本分段式钢骨连梁，与传统的钢筋混凝土连梁相比，不仅提高了连梁的抗剪性能，改善了联肢墙结构延性和耗能性能，而且可以直接支承楼面梁，避免了将楼面梁布置成斜梁，施工方便，节约材料用量，设备安装方便，适应性强。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，钢骨连梁的长度方向包括相互连接的加强段和耗能段，加强段和耗能段均包括钢骨、套于钢骨外的钢筋笼以及浇筑于钢筋笼上的混凝土，加强段和耗能段的两端分别与两侧的剪力墙固定连接，加强段和耗能段的钢骨与剪力墙内钢骨柱固定连接，加强段和耗能段的钢筋均伸入剪力墙内，耗能段包括与剪力墙连接的截面不变的连接段以及与加强段连接的变截面的过渡段，加强段的高度大于连接段的高度，过渡段的混凝土坡度与其内部钢骨坡度相同，楼面梁与加强段固定连接且与其外边缘的距离不小于100mm。

2.如权利要求1所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述加强段和耗能段的钢骨为型钢，剪力墙内钢骨柱与连梁型钢的翼缘板对应位置设置有横向加劲肋，横向加劲肋的厚度不小于翼缘板的厚度，强度与翼缘板相同。

3.如权利要求1所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述连接段、过渡段与加强段的顶端面平齐设置，连接段底端面的安装高度高于加强段底端面的安装高度，过渡段底端面的坡度不大于1:3。

4.如权利要求3所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述连接段底端面的安装高度与加强段底端面的安装高度之间高差小于等于400 mm。

5.如权利要求2所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的厚度不同。

6.如权利要求5所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，当所述加强段和耗能段的型钢翼缘板的差值大于4mm时，过渡段底端面的坡度不大于1:2.5。

7.如权利要求1所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述连接段和加强段与过渡段之间的变截面处均设置有加劲肋板。

8.如权利要求1所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述剪力墙内钢骨柱沿墙长通高设置，所述耗能段的刚度折减系数为0.6~0.8，加强段的刚度放大系数为1.5~2.0。

9.如权利要求1所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述加强段和耗能段的钢骨与剪力墙内钢骨柱通过焊接连接。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的兼具承重与耗能双重功能的剪力墙分段式钢骨连梁，其特征在于，所述耗能段的梁面纵筋伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，当耗能段的梁面纵筋伸入墙肢的长度小于600mm时，钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d，其中d为纵筋的直径；耗能段的梁底纵筋伸入加强段的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度；加强段的梁底纵筋左侧弯折伸入连梁的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，其右侧伸入墙肢的长度大于或等于钢筋抗震锚固长度，且伸入墙肢的长度小于600mm时，钢筋弯折设置且弯折段长度不小于15d。