CN209227824U - 剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及装配式混凝土结构领域，具体为一种剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构。当装配式混凝土结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制墙和一根预制连梁构成的结构拆分拼装体系；在预制墙的一侧和预制连梁的两侧分别设置预埋连接件，预制连梁位于两个预制墙之间，预制连梁与预制墙之间的预埋连接件相对应，相对设置的预埋连接件之间通过异形工字钢连接；本实用新型将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法，各构件拆分位置合理，便于构件制作和运输。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及装配式混凝土结构领域，具体为一种剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构。
【背景技术】
装配式混凝土结构近些年在我国飞速发展，剪力墙结构我国高层建筑应用最多的结构形式之一，研究装配式混凝土剪力墙结构的装配方法具有重要工程意义，而目前针对剪力墙连梁的装配方法研究还较少。发明人之前针对装配式混凝土结构框剪结构连梁提出拆分结构和装配方案，授权的见专利“装配式混凝土框剪结构剪力墙连梁的拼装连接结构(授权公告号CN204225283U)、装配式混凝土框剪结构剪力墙连梁的拼装连接结构及方法(公开号CN104481031A)”，在这些发明中，主要是利用钢筋等效替代的思想，即采用单根单列钢筋等效多根多列钢筋，对施工中灌浆技术要求较高，并且当连梁截面或配筋较大时，该种方法不适用。之后，发明人又提出“一种U型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法”和“装配式混凝土连梁的消能减震连接结构及装配方法”，现已公开并进入发明专利实质审查阶段。这两个发明专利，在节点连接上，虽然采用钢结构连接方法，但最后在连接处仍然是采用灌浆填充，存在少量湿作业，并且填充的灌浆料也起到传力的作用。并且，上述连接方法主要是针对框剪结构中的连梁与剪力墙连接。
为此，本实用新型提出“剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构及装配方法”，该实用新型在施工现场，完全不需要湿作业，并且适用于框剪结构剪力墙和连梁的连接以及纯剪力墙结构剪力墙与连梁的连接，施工效率更高，连接质量更容易保证，试用范围更广。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，通过采用异形工字钢和预埋件的方法实现剪力墙和连梁的连接。
本实用新型的技术方案：
一种剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，包括两种结构如下：
(1)当装配式混凝土结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制墙和一根预制连梁构成的结构拆分拼装体系；在预制墙的一侧和预制连梁的两侧分别设置预埋连接件，预制连梁位于两个预制墙之间，预制连梁与预制墙之间的预埋连接件相对应，相对设置的预埋连接件之间通过异形工字钢连接；
(2)当装配式混凝土剪力墙的连梁长度小于3m或工程有明确要求时，在连梁的跨中拆分，形成由两片预制带梁墙各带一半中梁相对设置的结构拆分拼装体系；在两片预制带梁墙的中梁相对一侧分别设置预埋连接件，相对设置的预埋连接件之间通过异形工字钢连接；
其中，异形工字钢由竖向板、横向板、凸筋组成，竖向板的上下设置横向板呈工字型结构，位于上部的横向板顶部两端一体设置平行的凸筋，位于下部的横向板底部两端一体设置平行的凸筋，异形工字钢的两侧分别与预埋连接件连接，异形工字钢通过上下两个凸筋分别与预埋连接件的上下两个凹槽插装配合，异形工字钢的中心开设圆孔。
所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，预埋连接件包括锚固钢筋、带孔连接钢板、L型钢板和连接孔，带孔连接钢板的四角分别开设连接孔，锚固钢筋为两个上下平行设置、U形结构，每个锚固钢筋两端分别穿过连接孔与带孔连接钢板形成一体，锚固钢筋的底部紧贴带孔连接钢板的内侧，在带孔连接钢板的内侧表面相对焊接两个上下平行设置的L型钢板，每个L型钢板均位于一个锚固钢筋的里侧，L型钢板分别与带孔连接钢板的内侧表面形成凹槽，上下两个凹槽相对。
所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，预制墙包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件通过锚固钢筋插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。
所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，预制连梁包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件分别通过锚固钢筋插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制连梁纵筋和预制连梁箍筋组成，矩形预制连梁箍筋平行排布，矩形预制连梁箍筋内侧四角分别设置预制连梁纵筋。
本实用新型的优点及有益效果是：
①本实用新型将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法，各构件拆分位置合理，便于构件制作和运输。
②在力学性能上，本实用新型能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，满足结构设计中“强连接”的设计要求，同时在异形工字钢的腹板开孔，在大震时，连接处更容易进入塑性，能更好的满足连梁作为第一道防线的耗能要求。
③在结构上，本实用新型适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用于纯剪力墙结构和框剪结构连梁和剪力墙的连接，适用范围更广。
④在施工上，本实用新型便于构件制作、运输和吊装安装，在装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高。
⑤本实用新型预制构件间连接现场无湿作业，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。
附图说明
图1是预埋件锚固钢筋三维图。
图2是预埋件带孔槽形钢板三维图。
图3是预埋件的三维图。
图4是预制剪力墙配筋的三维图。
图5是连接件与图4连接完成的三维图。
图6是预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)制作完成的三维图。
图7是预制连梁的配筋三维图。
图8是预埋连接件与图7连接完成的三维图。
图9是预制带连接件的连梁(简称预制连梁)制作完成的三维图。
图10是异形工字型连接件的三维图。
图11是预制墙与预制连梁通过图10组装的过程三维图。
图12是预制连梁与预制墙组装完成的三维图。
图13是苯板的三维图。其中，(a)为苯板Ⅰ，(b)为苯板Ⅱ。
图14是带孔槽型盖板的三维图。
图15是将苯板及盖板固定于梁端的三维图。
图16是预制连梁与预制墙通过异形工字钢连接组装完成的三维图。
图17是预制带一半连梁的剪力墙(简称预制带梁墙)制作完成的三维图。
图18是两片预制带梁墙组装完成的三维图。
图19是预制带梁墙通过异形工钢连接组装完成的三维图。
图20是预制带梁墙通过异形工钢连接组装完成并涂抹玻璃胶的三维图。
图中，1、锚固钢筋；2、带孔连接钢板；3、L型钢板；4、连接孔；5、预埋连接件；6、预制剪力墙纵筋；7、预制剪力墙水平筋；8、预制剪力墙拉筋；9、预制剪力墙约束边缘构件箍筋；10、预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)；11、预制连梁纵筋；12、预制连梁箍筋；13、预制带连接件的连梁(简称预制连梁)；14、异形工字钢；15、苯板Ⅰ；16、苯板Ⅱ；17、槽型盖板Ⅰ；18、螺栓；19、玻璃胶；20、预制带梁墙；21、槽型盖板Ⅱ；22、竖向板；23、横向板；24、凸筋；25螺栓孔。
具体实施方式
如图1至图20所示，本实用新型装配式混凝土异形工字型钢条-连接件连接剪力墙连梁结构及装配方法，包括两种实施方式，具体如下：
(一)图1-图16所示，当装配式混凝土结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制带连接件的剪力墙(简称预制墙)10和一根预制带连接件的连梁(简称预制连梁)13构成的结构拆分拼装体系。
(1)如图1-图3、图11所示，为了实现预制墙10和预制连梁13的连接，在预制墙10和预制连梁13内设置预埋连接件5。
预埋连接件5包括锚固钢筋1、带孔连接钢板2、L型钢板3和连接孔4，带孔连接钢板2的四角分别开设连接孔4，锚固钢筋1为两个上下平行设置、U形结构，每个锚固钢筋1两端分别穿过连接孔4与带孔连接钢板2形成一体，锚固钢筋1的底部紧贴带孔连接钢板2的内侧，在带孔连接钢板2的内侧表面相对焊接两个上下平行设置的L型钢板3，每个L型钢板3均位于一个锚固钢筋1的里侧，L型钢板3分别与带孔连接钢板2的内侧表面形成凹槽，上下两个凹槽相对，这样形成一个整体预埋件。锚固钢筋1的长度根据预制连梁13传递弯矩引起正应力的大小计算确定。带孔连接钢板2的厚度、长度和宽度同样根据预制连梁13传递弯矩引起正应力的大小计算确定，同时带孔连接钢板2的宽度需比预制连梁13的宽度小，小于的尺寸大于等于图14带孔的槽型盖板Ⅰ17、槽型盖板Ⅱ21厚度。
(2)如图4-图6所示，预制墙10主要包括钢筋骨架、预埋连接件5和混凝土，预埋连接件5通过锚固钢筋1插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋6、预制剪力墙水平筋7、预制剪力墙拉筋8和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9组成，两排预制剪力墙纵筋6平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙水平筋7连接，相对设置的预制剪力墙纵筋6之间通过预制剪力墙拉筋8连接，两排预制剪力墙纵筋6的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋9。
预制墙10的制作过程如下：
如图4所示，首先绑扎预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙约束边缘构件箍筋9，形成预制墙10端部的约束边缘构件钢筋，然后绑扎其它预制剪力墙纵筋6和预制剪力墙水平筋7，最后绑扎预制剪力墙拉筋8，形成预制墙10的钢筋骨架。
如图5所示，将连接件5的锚固钢筋1插入到钢筋骨架内，并搭接于临近预制剪力墙约束边缘构件箍筋9上部，并与相搭接预制剪力墙约束边缘构件箍筋9焊接，然后在钢筋骨架外支撑预制剪力墙模板，在预制剪力墙模板内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制剪力墙模板，形成预制墙10，见图6。
(3)如图7-图9所示，预制连梁13包括钢筋骨架、预埋连接件5和混凝土，预埋连接件5分别通过锚固钢筋1插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制连梁纵筋11和预制连梁箍筋12组成，矩形预制连梁箍筋12平行排布，矩形预制连梁箍筋12内侧四角分别设置预制连梁纵筋11。
预制连梁13的制作过程如下：
如图7所示，首先绑扎预制连梁纵筋11和预制连梁箍筋12，形成预制连梁的钢筋骨架；如图8所示，然后将预埋连接件5的锚固钢筋1插入到钢筋骨架内，将锚固钢筋1与预制连梁纵筋11焊接；如图9所示，然后在钢筋骨架外支撑预制连梁模板，最后在预制连梁模板内浇筑混凝土，养护28天，拆除预制连梁模板，形成预制连梁13。
(4)预制墙10和预制连梁13采用异形工字钢14连接。
如图10所示，异形工字钢14由竖向板22、横向板23、凸筋24组成，竖向板22的上下设置横向板23呈工字型结构，位于上部的横向板23顶部两端一体设置平行的凸筋24，位于下部的横向板底部两端一体设置平行的凸筋，异形工字钢14的两侧分别与预埋连接件5连接，异形工字钢14通过上下两个凸筋分别与预埋连接件5的上下两个凹槽插装配合，异形工字钢14的中心开设圆孔。
(5)如图11-图16所示，预制墙10和预制连梁13的组装过程如下：
如图11所示，将预制连梁13吊至两片预制墙10之间，将两个预制的异形工字钢14分别插入预埋连接件5的L型钢板3与带孔连接钢板2形成的凹槽中，连接锁紧后形成连接组合后结构见图12。
如图15所示，在异形工字钢14四周安装对应的苯板Ⅰ15和苯板Ⅱ16(见图13)，两个苯板Ⅰ15安装于异形工字钢14的上下表面，苯板Ⅰ15与异形工字钢14的上下表面采用随形结构，两个苯板Ⅱ16安装于异形工字钢14的左右表面，苯板Ⅱ16与异形工字钢14的左右表面采用随形结构。
如图14所示，带孔槽型盖板包括相对设置的槽型盖板Ⅰ17和槽型盖板Ⅱ21，槽型盖板Ⅰ17和槽型盖板Ⅱ21的中心分别开设螺栓孔25。
将苯板(苯板Ⅰ15和苯板Ⅱ16)紧密的盖在预制墙10和预制连梁13的两端连接处之后，再将预制好的槽型盖板Ⅰ17和槽型盖板Ⅱ21(见图14)对应盖在已经放好的苯板上，螺栓18(见图15)从槽型盖板Ⅰ17的螺栓孔25，通过异形工字钢14中心的圆孔，穿过另一侧的槽型盖板Ⅱ21的螺栓孔25，并用螺帽拧紧固定。其中，槽型盖板Ⅰ17和槽型盖板Ⅱ21设置的螺栓孔处内凹，内凹的尺寸高于螺帽高度2mm，内凹方形截面的边长大于螺帽直径10mm，以满足螺栓安装的要求。
如图16-图17所示，预制连梁13与预制墙10连接完成后，在螺帽周围涂抹玻璃胶19，保证连接处侧面平整。
该种装配方式的传力机理为，预制连梁13与预制墙10之间的弯矩和剪力，通过预埋连接件5和异形工字钢14有效传递，而连接部位的苯板和盖板仅起维护作用，不传力。在大震时，因异形工字钢14腹板开孔，更容易进入塑性，可更好的能更好的满足连梁作为第一道防线的耗能要求。
(二)如图18-图20所示，当装配式混凝土剪力墙的连梁长度小于3m或工程有明确要求时，在连梁的跨中拆分，形成由两片预制带梁墙20各带一半中梁相对设置的结构拆分拼装体系。
预埋连接件5与预制带梁墙20中梁的连接结构同预埋连接件5与预制连梁13的连接结构，预制带梁墙中梁与墙的制作方法同现浇结构。
组装时，先将两片预制带梁墙20吊装就位，然后将异形工字型钢14安装在二者之间，安装方法与(一)中相同。该种拆分拼装方式，传力机理与上述(一)方式相同。
实施结果表明，本实用新型将混凝土框剪结构中带连梁的剪力墙，拆分成预制墙、预制连梁或两片预制带梁墙拼装连接结构及提出的拼装连接方法：在力学性能上，能很好的实现拼接预制构件弯矩和剪力的传递，保证连接的可靠，满足结构设计中“强连接”的设计要求，同时在大震时，连接处更容易进入塑性，能更好的满足连梁作为第一道防线的耗能要求；在结构上，适用于任何截面尺寸和配筋的连梁，适用于纯剪力墙结构和框剪结构连梁和剪力墙的连接，适用范围更广；在施工上便于构件制作、运输和吊装安装，装配时最大限度的减少装配空间需求，操作方便，连接效率高；预制构件间连接无湿作业，装配率高，提高装配化程度，实现节能减排，提高劳动生产率，提高建筑质量，缩短工期。
Claims (4)
1.一种剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，其特征在于，包括两种结构如下：
(1)当装配式混凝土结构中剪力墙的连梁长度大于3m或工程有明确要求时，在连梁的两端与剪力墙连接位置拆分，形成由两片预制墙和一根预制连梁构成的结构拆分拼装体系；在预制墙的一侧和预制连梁的两侧分别设置预埋连接件，预制连梁位于两个预制墙之间，预制连梁与预制墙之间的预埋连接件相对应，相对设置的预埋连接件之间通过异形工字钢连接；
(2)当装配式混凝土剪力墙的连梁长度小于3m或工程有明确要求时，在连梁的跨中拆分，形成由两片预制带梁墙各带一半中梁相对设置的结构拆分拼装体系；在两片预制带梁墙的中梁相对一侧分别设置预埋连接件，相对设置的预埋连接件之间通过异形工字钢连接；
其中，异形工字钢由竖向板、横向板、凸筋组成，竖向板的上下设置横向板呈工字型结构，位于上部的横向板顶部两端一体设置平行的凸筋，位于下部的横向板底部两端一体设置平行的凸筋，异形工字钢的两侧分别与预埋连接件连接，异形工字钢通过上下两个凸筋分别与预埋连接件的上下两个凹槽插装配合，异形工字钢的中心开设圆孔。
2.按照权利要求1所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，其特征在于，预埋连接件包括锚固钢筋、带孔连接钢板、L型钢板和连接孔，带孔连接钢板的四角分别开设连接孔，锚固钢筋为两个上下平行设置、U形结构，每个锚固钢筋两端分别穿过连接孔与带孔连接钢板形成一体，锚固钢筋的底部紧贴带孔连接钢板的内侧，在带孔连接钢板的内侧表面相对焊接两个上下平行设置的L型钢板，每个L型钢板均位于一个锚固钢筋的里侧，L型钢板分别与带孔连接钢板的内侧表面形成凹槽，上下两个凹槽相对。
3.按照权利要求1所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，其特征在于，预制墙包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件通过锚固钢筋插装于钢筋骨架的一侧上部，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制剪力墙纵筋、预制剪力墙水平筋、预制剪力墙拉筋和预制剪力墙约束边缘构件箍筋组成，两排预制剪力墙纵筋平行相对设置，每排预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙水平筋连接，相对设置的预制剪力墙纵筋之间通过预制剪力墙拉筋连接，两排预制剪力墙纵筋的边缘之间外侧上下平行设置预制剪力墙约束边缘构件箍筋。
4.按照权利要求1所述的剪力墙与连梁的异形工字钢连接结构，其特征在于，预制连梁包括钢筋骨架、预埋连接件和混凝土，预埋连接件分别通过锚固钢筋插装于钢筋骨架的两侧，混凝土浇筑于钢筋骨架内侧和外侧；钢筋骨架为预制连梁纵筋和预制连梁箍筋组成，矩形预制连梁箍筋平行排布，矩形预制连梁箍筋内侧四角分别设置预制连梁纵筋。
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