CN209989984U

CN209989984U - 一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合

Info

Publication number: CN209989984U
Application number: CN201822165375.XU
Authority: CN
Inventors: 侯和涛; 杨佰兵; 曹运昌; 曲冰; 陈城; 白凤龙
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-01-24
Anticipated expiration: 2028-12-21

Abstract

本实用新型属于土木工程的建筑结构技术领域，具体涉及一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合。发明人既往研究过程中，提出了一种钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙，采用矩形钢管作为预制混凝土面板的边缘约束构件，有效减少施工中的湿作业量和模板支护工作，实现两片墙的“L”“T”“十”型连接。现有技术中多采用螺栓连接对钢管构件进行连接，这种连接方法需要在钢管上预制内螺纹孔、定位孔或螺母凹槽，对作业精度要求高，延长施工时间。本申请采用焊接的方式对钢管边缘约束构件进行连接，结合钢腹板提供了上述叠合整体式剪力墙的预装配形式，可直接应用于施工现场，减少模板使用量，有效提高墙体连接强度，提高连接可靠性。

Description

一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合

技术领域

本实用新型属于土木工程的建筑结构技术领域，特别在装配式建筑中涉及一种预装配的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合。

背景技术

随着我国建筑产业现代化的发展，高层建筑(特别是高层住宅)中预制剪力墙的应用较为广泛.国内预制钢筋混凝土剪力墙的研究主要针对全预制混凝土剪力墙、半预制混凝土剪力墙以及叠合式剪力墙。发明人在专利CN105569224A 中提供了一种钢管混凝土边缘约束叠合整体剪力墙，包括两块相对的预制混凝土面板、位于预制混凝土两侧的矩形钢管及预制混凝土面板之间的至少一个拉结件。通过预制混凝土面板之间的与边缘约束构件焊接的至少一个拉结件，与现浇混凝土浇筑连接，混凝土面板的空腔和矩形钢管的中空部分于施工时浇筑混凝土。该边缘约束矩形钢管的预制剪力墙，装配方便，能够有效降低施工现场湿作业量和模板用量，具有良好的极限承载力和延性。

"钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙抗震试验研究."湖南大学学报(自科版) 44.5(2017):27-36.文中针对上述剪力墙的承载力与位移进行了考察，实验证明上述墙体的开裂荷载均大于现有技术中的现浇混凝土剪力墙，屈服荷载与极限荷载也明显提升，延性系数相比现浇混凝土剪力墙也有提高，屈强比也小于现浇混凝土剪力墙，具有良好的承载效果。专利CN205804673U中公开了一种L型连接结构的装配式复合墙体，复合墙体通过开口向背的C型钢或U型钢与方形钢管螺栓连接，该连接方式连接件过多，减慢施工速度。

另外，本领域中针对钢管的螺钉连接通常为单边螺栓连接，其中一个钢管上需要预制具有内螺纹的孔、通过精确定位进行连接。这种单边螺栓的稳定性较差，容易被拔出，专利CN105971118A提供了一种矩形钢管与H型钢梁内套筒式单边螺栓连接方式，通过在矩形钢管内设套筒的方式加固螺栓连接，同样增加了工作量，不利于加快施工进度。

针对上述钢管混凝土边缘约束叠合整体剪力墙的连接，有必要提出更为合适的连接形式，以降低施工难度、降低成本、保证质量可靠并能够提高装配后剪力墙的力学性能。

实用新型内容

针对现有技术中应用的螺栓连接，螺栓螺纹孔及定位孔工作精确性要求高，强度低的缺点，本申请中提供了一种适用于基于该钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙的预装配剪力墙组合，通过焊接的方式对剪力墙边缘矩形钢管部分进行连接，更加适用于边缘约束构件为钢管混凝土无湿作业连接，无模板连接、快速连接、实现“一”、“L”、“T”或“十”字型多样连接。

为了实现上述技术效果，本申请提供以下技术方案：

以下技术方案中所描述的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙包括两块相对设置的预制混凝土面板、位于所述预制混凝土面板两侧的边缘约束构件即矩形钢管，也可以为其他形式的边缘约束构件、位于所述预制混凝土面板之间的焊接在边缘约束构件上的拉结件。混凝土面板的空腔和矩形钢管的中空部分于施工时浇筑混凝土，即本申请中的剪力墙A。

本申请第一方面，提供一种钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙B，包括两块相对设置的预制混凝土面板、位于所述预制混凝土面板之间的焊接在边缘约束构件上的至少一个拉结件，所述预制混凝土面板两侧具有矩形钢管，其中一侧矩形钢管的边缘沿墙体延伸方向伸出一定长度的钢腹板，形成“C”型开放区域，混凝土面板的空腔和矩形钢管的中空部分于施工时浇筑混凝土。

优选地，上述剪力墙B的钢腹板开放端具有坡口。

矩形钢管X是一种横截面为矩形的钢管构件，长度与其约束的墙体高度相同。

本实用新型第二方面，提供一种预装配的钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合，将上述剪力墙A、剪力墙B或矩形钢管X通过连接得到“一”、“L”、“T”或“十”字型装配剪力墙。

优选的，连接方式为钢管直接对接焊接或通过钢管边缘的钢腹板进行焊接或两者的结合。

现有技术中采用单边螺栓对钢管构件进行连接，需要预先在钢管上开好螺母凹槽或具有内螺纹的孔洞及定位孔，对施工作业的精密度要求高。并且单边螺栓稳定性较差，容易在使用过程中掉落或拔出，不利于墙体稳定。本申请中采用焊接的方式代替螺栓对钢管进行连接，墙体稳定性高于螺栓连接，可以快速组装，节约施工时间。另外，本申请中针对剪力墙的连接，通过钢腹板与矩形钢管的组合，能够显著提高墙体在延伸方向上的抗风强度和稳定性。

本实用新型第三方面，提供一种“一”字型装配的剪力墙组合，包括两面剪力墙A；其中，两面剪力墙A呈“一”字型排列，并且共用连接处的一个矩形钢管，由焊接在钢管壁的连接件连接两边的现浇混凝土，形成整面墙体，即在整面墙体的中间部位增添钢管混凝土边缘约束构件，成一个整体的剪力墙。该“一”字型剪力墙定义为剪力墙C。

本实用新型第四方面，提供又一种“一”字型装配的剪力墙，包括剪力墙A 及剪力墙B或两面剪力墙B及矩形钢管X；其中剪力墙A与剪力墙B呈“一”字型排列，剪力墙B的钢腹板与剪力墙A的其中一个矩形钢管焊接连接；两面剪力墙B呈“一”字排列，矩形钢管位于剪力墙B的中心位置，剪力墙B通过钢腹板与矩形钢管X连接。

本实用新型第五方面，提供一种“L”型装配的剪力墙，包括两面剪力墙A 或剪力墙A和剪力墙B；其中，一面剪力墙A处于另一面剪力墙A的垂直方向，通过焊接将两面墙其中一端的矩形钢管进行连接；其中，剪力墙A和剪力墙B，其中一面墙处于另一面的垂直方向，通过焊接将剪力墙B一侧的钢腹板与剪力墙A一端的矩形钢管进行焊接连接。

本实用新型第六方面，提供一种“T”型装配的剪力墙，通过剪力墙C与剪力墙B焊接而成；其中，剪力墙B的钢腹板与剪力墙C中心位置的矩形钢管连接。

本实用新型第七方面，提供一种“T”型装配的剪力墙，通过上述“一”字型剪力墙组合与剪力墙B焊接而成，其中，剪力墙B通过钢腹板与上述“一”字型剪力墙组合中的矩形钢管X焊接连接。

本实用新型第七方面，提供一种“十”字型装配的剪力墙，包括剪力墙C及两面剪力墙B连接而成，所述剪力墙B的钢腹板与剪力墙C中心的矩形钢管焊接连接。

本实用新型有益效果

1.现有技术中采用单边螺栓对钢管构件进行连接，施工作业的精密度要求高。本申请中采用焊接的方式不需要螺栓对钢管进行连接，墙体稳定性高于螺栓连接，施工作业不需要支设模板湿作业，直接焊接钢管边缘伸出的钢腹板或者直接焊接两片所述剪力墙的竖向钢管，实现钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙墙体的快速连接。

2.本申请中提供的墙体组合形式可以在工厂直接进行组装，减少施工现场的工作量，且本申请研究发现钢管与钢腹板的组合形式，能够实现两片墙的“L”“T”“十”型连接。

3.采用本申请中连接方式，矩形钢管边缘伸出的钢腹板一方面具有方便焊接的效果。另一方面，在墙体连接的部分，钢腹板的设置增加了墙体连接强度，可靠性好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请中剪力墙A示意图；

其中，1为预制混凝土面板，2为混凝土面板的空腔，后浇混凝土，3为矩形钢管，4-矩形钢管的中空部分，后浇混凝土；

图2为本申请中剪力墙B示意图；

其中，1为预制混凝土面板，2为混凝土面板的空腔，后浇混凝土，3为矩形钢管，4-矩形钢管的中空部分，后浇混凝土，6为钢腹板；

图3为本申请中剪力墙C坡口示意图；

其中1为预制混凝土面板，2为混凝土面板的空腔，后浇混凝土，3为矩形钢管，4-矩形钢管的中空部分，后浇混凝土，5为钢腹板端点处的坡口；

图4-1、4-2、4-3为本申请中“一”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；

其中，图4-1为剪力墙C；图4-2为剪力墙A与剪力墙B的组合示意图；图 4-3为剪力墙C与矩形钢管X的组合示意图；

图5-1、5-2为本申请中“L”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；

其中，图5-1为两面剪力墙A组合示意图；图5-2为图5-1中剪力墙组合的立体图；

图6-1、6-2为本申请中“T”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；

其中，图6-1为剪力墙C与“一”字型预装配剪力墙的组合示意图，1为预制混凝土面板，2为混凝土面板的空腔，后浇混凝土，3为矩形钢管，4-矩形钢管的中空部分，后浇混凝土；5为焊点，6为钢腹板；

图6-2为剪力墙B与“一”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；

图7为本申请中“十”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；

其中，1为预制混凝土面板，2为混凝土面板的空腔，后浇混凝土，3为矩形钢管，4--矩形钢管的中空部分，后浇混凝土；5为焊点，6为钢腹板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，发明人既往研究过程中，提出了一种钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙，采用矩形钢管作为预制混凝土面板的边缘约束构件，可以有效减少使用过程中的湿作业量和模板支护工作。现有技术中多采用单边螺栓连接对钢管构件进行连接，单边螺栓需要在钢管上预制内螺纹孔、定位孔或螺母凹槽，对作业精度要求高，延长施工时间。为了解决上述技术问题，本申请针对该墙体的组装提出了一种预装配的剪力墙组合，通过焊接对整体式剪力墙进行连接，有效减少施工作业量，提高墙体性能。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本申请的技术方案。

实施例1

如图1所示，本申请中的剪力墙A包括两块相对设置的预制混凝土面板1、位于所述预制混凝土面板两侧具有矩形钢管3、位于所述预制混凝土面板之间的与边缘约束构件焊接的至少一个拉结件，通过现浇混凝土与矩形钢管浇筑连接，混凝土面板的空腔2和矩形钢管的中空部分4于施工时浇筑混凝土。

实施例2

如图2所示，剪力墙B，包括两块相对设置的预制混凝土面板1、位于所述预制混凝土面板之间的与边缘约束构件焊接的至少一个拉结件，位于所述预制混凝土面板两侧具有矩形钢管3、通过混凝土面板内的与边缘约束构件焊接的连接件与现浇混凝土形成整体，其中一侧矩形钢管的边缘沿墙体延伸方向伸出一定长度的钢腹板6，形成“C”型开放区域，混凝土面板的空腔2和矩形钢管的中空部分4于施工时浇筑混凝土。

如图3所示，矩形钢管钢腹板的端点处具有坡口5。

实施例4

图4-1为上述剪力墙C，图4-2中为一种剪力墙B与剪力墙A组合形成的“一”字型预装配剪力墙，剪力墙B的钢腹板通过焊接与剪力墙A的矩形钢管焊接连接。图4-2中为剪力墙A和剪力墙B的组合，剪力墙A和剪力墙B呈“一”字型排列，剪力墙B的钢腹板与剪力墙A的其中一个矩形钢管焊接连接。图4-3 为两面剪力墙B与矩形钢管X进行的组合，剪力墙B呈“一”字排列，通过钢腹板与矩形钢管X焊接连接。

实施例5

图5-1包括两面剪力墙A；其中，一面剪力墙A处于另一面剪力墙A的垂直方向，通过焊接将两面墙其中一端的矩形钢管进行焊接。

实施例6

图6-1为剪力墙C与“一”字型预装配剪力墙的组合示意图，通过剪力墙C 与剪力墙B焊接而成；其中，剪力墙B的钢腹板与剪力墙C中心位置的矩形钢管连接。

图6-2为剪力墙B与“一”字型预装配钢管混凝土边缘约束叠合整体式剪力墙组合示意图；通过“一”型装配剪力墙和剪力墙B焊接而成，其中剪力墙B 的钢腹板通过焊接与上述“一”字型装配剪力墙非端点处矩形钢管焊接连接。

实施例7

如图7所示，为上述剪力墙组合形成的“十”字型预装配剪力墙组合，包括本实用新型实施例6中“T”字型装配剪力墙及剪力墙B，其中剪力墙B的钢腹板与上述“T”字型装配剪力墙非端点处矩形钢管焊接连接。

对于尺寸为3000×1200×200的构件，轴压比0.15，剪力墙A和现浇的构件高厚比分别为15、20，剪力墙A延性系数提高37.41％。配钢率达到8.8％时，延性系数提高38.55％，高厚比为12、15时，延性系数提高38.78％。峰值荷载均分别提高了34.10％，50.97％和65.04％。总耗能提高25％、36％、37％。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，通过剪力墙A、剪力墙B或矩形钢管X连接得到“一”、“L”、“T”或“十”字型装配剪力墙；所述剪力墙A：包括两块相对设置的预制混凝土面板、位于所述预制混凝土面板两侧的边缘约束构件即矩形钢管、位于所述预制混凝土面板之间的焊接在边缘约束构件上的拉结件；混凝土面板的空腔和矩形钢管的中空部分于施工时浇筑混凝土；所述剪力墙B：包括两块相对设置的预制混凝土面板、位于所述预制混凝土面板之间的至少一个拉结件，所述预制混凝土面板两侧具有矩形钢管、通过混凝土面板内的连接件与边缘约束构件焊接，通过现浇混凝土形成整体，其中一侧矩形钢管的边缘沿墙体延伸方向伸出一定长度的钢腹板，形成“C”型开放区域，混凝土面板的空腔和矩形钢管的中空部分于施工时浇筑混凝土；所述钢腹板开放端具有坡口；所述矩形钢管X为一种横截面为矩形的钢管构件，长度与其约束的墙体高度相同。

2.如权利要求1所述装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述剪力墙A、剪力墙B或矩形钢管X的连接方式为钢管直接对接焊接或通过钢管边缘的钢腹板进行焊接或两者的结合。

3.如权利要求1所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“一”字型装配的剪力墙组合，包括两面剪力墙A；其中，两面剪力墙A呈“一”字型排列，并且共用连接处的一个矩形钢管，由剪力墙A预制混凝土内的连接件与矩形钢管焊接而成。

4.如权利要求1所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“一”字型装配的剪力墙组合，包括剪力墙A及剪力墙B或两面剪力墙B及矩形钢管X；其中剪力墙A与剪力墙B呈“一”字型排列，剪力墙B的钢腹板与剪力墙A的其中一个矩形钢管焊接连接；或两面剪力墙B呈“一”字排列，矩形钢管位于剪力墙B的中心位置，剪力墙B通过钢腹板与矩形钢管X连接。

5.如权利要求1所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“L”型装配的剪力墙，包括两面剪力墙A或剪力墙A和剪力墙B；其中，一面剪力墙A处于另一面剪力墙A的垂直方向，通过焊接将两面墙其中一端的矩形钢管进行连接；或，其中，剪力墙A和剪力墙B，其中一面墙处于另一面的垂直方向，通过焊接将剪力墙B一侧的钢腹板与剪力墙A一端的矩形钢管进行焊接连接。

6.如权利要求3所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“T”型装配的剪力墙，包括剪力墙C与剪力墙B，其中，剪力墙B的钢腹板与剪力墙C中心位置的矩形钢管连接；所述剪力墙C为所述的“一”字型装配的剪力墙组合。

7.如权利要求4所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“T”型装配的剪力墙，通过权利要求4所述“一”字型剪力墙组合与剪力墙B焊接而成；其中，剪力墙B通过钢腹板与所述“一”字型剪力墙组合中的矩形钢管X焊接连接。

8.如权利要求3所述一种装配式的钢管混凝土边缘约束叠合剪力墙组合，其特征在于，所述“十”字型装配的剪力墙，包括剪力墙C及两面剪力墙B连接而成，所述剪力墙B的钢腹板与剪力墙C中心的矩形钢管焊接连接；所述剪力墙C为所述的“一”字型装配的剪力墙组合。