CN210032222U - 一种钢混组合剪力墙 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种钢混组合剪力墙,属于建筑施工技术领域,包括预制混凝土墙、钢柱和外围结构,所述预制混凝土墙内设置有横向的暗梁和竖向的暗柱、并交叉设置有斜筋或暗梁;钢柱固定于所述预制混凝土墙的两侧;外围结构包括外叶板和保温层,预制混凝土墙通过均匀布置的多个连接件与外围结构连接固定,所述连接件穿过预制混凝土墙和保温层、然后与外叶板固定。本实用新型能实现外围护结构的承重、保温、装饰一体化集成,且抗震性能好,主体结构侧向位移小,易施工,生产成本低,安装效率高。

Description

一种钢混组合剪力墙
技术领域
本实用新型涉及建筑施工技术领域,具体地说是一种钢混组合剪力墙。
背景技术
当前我国高层钢结构体系主要有在钢框架梁柱间加钢支撑结构或加钢板剪力墙结构等。钢框架梁柱间或加钢支撑结构、或加钢板剪力墙结构存在以下问题:
1、钢支撑及钢板剪力墙对结构贡献小,主体结构侧向位移大,在风荷载的作用下容易造成内、外填充墙体与主体结构间的裂缝;
2、钢支撑及钢板剪力墙用于外侧时,不能实现外围护结构的承重、保温、装饰一体化集成;
3、钢支撑及钢板剪力墙为框架柱之间布置,其布置位置受限于建筑布局,极不灵活;
4、钢支撑及钢板剪力墙上下均需要设置框架梁方能提供有效的刚度,不能直接与楼板形成一体,不能实现良好的水平力及竖向力的传递;
5、钢支撑及钢板剪力墙结构成本高;工厂制作时需要人工放样,制作复杂;施工时,现场连接复杂,施工难度大,施工时间长,施工安装成本高昂,费工费时;
6、钢支撑及钢板剪力墙结构构件均外露,需要大量的防火、防锈的处理,防火、防锈成本高,施工时间长;
7、钢支撑及钢板剪力墙结构施工及防火处理时,有着大量的湿作业,不节能环保;
8、钢支撑及钢板剪力墙结构根据建筑的使用情况及使用时间,需要做定期做检查维护;
9、钢板剪力墙结构钢板周围连接性能差,在水平力作用下容易造成钢板的撕裂破坏。
发明内容
本实用新型的技术任务是针对以上不足之处,提供一种钢混组合剪力墙,对整体结构贡献大、抗震性好,安装简单、灵活,制作成本低,安装效率高。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种钢混组合剪力墙,包括预制混凝土墙、钢柱和外围结构,
所述预制混凝土墙内设置有横向的暗梁和竖向的暗柱、并交叉设置有斜筋或暗梁;
钢柱固定于所述预制混凝土墙的两侧,钢柱与预制混凝土墙同高;
外围结构包括外叶板和保温层,预制混凝土墙通过均匀布置的多个连接件与外围结构连接固定,所述连接件穿过预制混凝土墙和保温层、然后与外叶板固定。实现钢混剪力墙组合结构外围护结构的承重、保温以及装饰一体化集成构造。
钢混组合剪力墙的组合结构主要包含的结构类型有:剪力墙结构、框架(混凝土或钢)-剪力墙结构、框架(混凝土或钢)核心筒结构和筒中筒结构等。
进一步的,该钢混组合剪力墙还包括预埋件,预埋件沿竖直方向均匀布置于预制混凝土墙的两侧,位于预制混凝土墙与钢柱的连接处,用于钢混组合剪力墙与钢梁的连接。预制混凝土墙通过预埋件与钢梁铰接,预制混凝土墙两侧的钢柱与钢梁刚接或铰接固定。
优选的,所述预制混凝土墙的侧边与钢柱整体焊接固定,实际为预制混凝土墙的墙体预埋件与钢柱的焊接固定。
优选的,所述预制混凝土墙的侧部设置有预埋钢板,一般位于预制混凝土墙的上部位置,钢柱焊接固定有连接板,所述连接板与预埋钢板通过螺栓连接固定,预制混凝土墙的其余部位与钢柱焊接固定。即预制混凝土墙与钢柱通过焊接连接外并在顶部增加连接板连接,连接板与预制混凝土墙通过螺栓连接,连接板与钢柱通过焊接连接,连接板与预埋钢板连接处用防火材料补齐。
优选的,所述预制混凝土墙的上部通过墙柱连接装置与钢柱连接,预制混凝土墙的其余部位与钢柱之间留缝;墙柱连接装置包括两个平行设置的固定板和一个两端分别垂直固定于两固定板的连接板,两固定板分别固定于预制混凝土墙和钢柱。在预制混凝土墙的顶端两侧设置缺口(缺口有弧角过渡),缺口处与钢柱通过墙柱连接装置连接。该结构在地震的作用力下沿剪力墙方向变形在一定范围内时,剪力墙通过墙柱连接装置间接阻碍钢框架变形,当变形继续增加时剪力墙缺口处弧角直接抵挡钢柱,阻碍该框架的变形。墙柱连接装置通过自身形变阻碍钢框架变形,该墙柱连接装置为标准构件,当变形较大而破坏后可进行替换。
该连接结构的好处在于:1、连接装置为标准件方便更换替代。2、连接装置具有阻尼器作用以保证钢结构和预制混凝土剪力墙不被破坏:小震作用下连接装置可微动或微变形、中震作用下连接装置可移动或变形、大震作用下连接装置可大幅移动或变形。3、小震、中震作用下连接装置消除钢结构和预制混凝土剪力墙之间作用力,并且连接装置仍可继续使用。4、大震作用下连接装置以大幅移动或变形消除钢结构和预制混凝土剪力墙之间作用力,连接装置宜更换后继续使用。
优选的,所述预制混凝土墙与钢柱的连接处设置有后浇带,钢柱上与预制混凝土墙贴合的一侧固定有多个横向设置的栓钉,预制混凝土墙横向钢筋外伸,所述栓钉与外伸钢筋交错布置于所述后浇带。预制混凝土墙墙体与钢柱之间留缝处墙体甩出钢筋,钢柱焊接栓钉,安装后浇筑混凝土,实现连接。
优选的,对于上述设置后浇带的连接方式,另一种应用形式为所述钢柱为钢骨混凝土柱,预制混凝土墙的上部钢筋外伸,与叠合层固定。预制混凝土墙墙体与钢骨混凝土柱之间留缝处墙体甩出钢筋,钢骨混凝土柱上焊接栓钉,安装后浇筑混凝土,实现连接;预制混凝土墙墙体顶部浇筑混凝土梁,墙体顶部甩出钢筋锚入梁内,通过梁将墙体和钢柱再次连接。
优选的,所述钢柱包括方形钢管(方钢管或矩形钢管,内可填充混凝土)、圆钢管(内可填充混凝土)和H型钢,其中,
方形钢管与预制混凝土墙的结构形式包括:方形钢管与预制混凝土墙连接的侧壁的宽度小于预制混凝土墙的厚度、和方形钢管与预制混凝土墙连接的侧壁的宽度大于预制混凝土墙的厚度;
圆钢管沿预制混凝土墙厚度方向的直径大于预制混凝土墙的厚度;
H型钢与预制混凝土墙的结构形式包括:H型钢的侧板与预制混凝土墙固定、和H型钢的连接板与预制混凝土墙固定,其中H型钢的侧板与预制混凝土墙固定包括:侧板宽度小于预制混凝土墙的厚度、和侧板宽度大于预制混凝土墙的厚度两种形式;H型钢的连接板与预制混凝土墙固定时,H型钢的宽度小于与预制混凝土墙固定的连接板的高度。
优选的,两个钢混组合剪力墙的竖向连接方式包括预制墙体套筒连接和预制墙体波纹管浆锚连接。
优选的,两个钢混组合剪力墙的水平连接方式包括:两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧焊接固定,另一侧分别固定钢柱;两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧共用一个钢柱,另一侧分别固定钢柱;两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧留缝,其上部通过共同的钢梁或暗梁再进行连接固定。
对于钢柱的竖向连接方式,钢柱可以一层一层连接,也可以数层一连接。
对于钢混组合剪力墙的施工方式,钢柱与剪力墙分开施工,先施工钢柱,钢柱立起来以后,再吊装剪力墙,焊接节点,施工安装方便。
本实用新型的一种钢混组合剪力墙和现有技术相比,具有以下有益效果:
该钢混剪力墙组合结构对结构贡献大,抗震性能好,主体结构侧向位移小,在风荷载的作用下不易造成内、外填充墙体与主体结构间的裂缝;
该钢混剪力墙组合结构用于外侧时,能实现外围护结构的承重、保温、装饰一体化集成;
该钢混剪力墙组合结构,能直接支撑混凝土楼板,与楼板现浇形成叠合成一体,能实现良好的水平力及竖向力的传递;
该钢混剪力墙组合结构可根据建筑布局灵活布置墙体位置;
该钢混剪力墙组合结构连接节点安全可靠,安装简单易操作,造价低,施工速度快;
该钢混剪力墙组合结构工厂制作、效率高、成本低,工业化程度高;
该钢混剪力墙组合结构极大的减少了防火、防锈的成本;
该钢混剪力墙组合结构,现场湿作业量少,易建筑垃圾极少,节能环保;
该钢混剪力墙组合结构墙厚不大于常规混凝土剪力墙的厚度,不减小房间内建筑使用面积;
该钢混剪力墙组合结构工厂制作,表面光滑平整,不需要外加抹灰找平,即减少了抹灰找平成本又缩短了施工工期;
该钢混剪力墙组合结构无需后期维护。
附图说明
图1是本实用新型的钢混剪力墙组合结构的正面结构示意图;
图2是图1的侧视图;
图3是图1的横向截面剖视图;
图4是预制混凝土墙与钢柱连接的结构示意图;
图5是钢混剪力墙组合结构的受力简图;
图6是实施例一中预制混凝土墙与钢柱连接示意图;
图7是图6的一种形式的组合的俯视图;
图8是图6的另一种形式的组合的俯视图;
图9是实施例二中预制混凝土墙与钢柱连接示意图;
图10是图9的侧视图;
图11是实施例三中预制混凝土墙与钢柱连接示意图;
图12是图11的俯视图;
图13是图11的侧视图;
图14是实施例四中预制混凝土墙与钢柱连接示意图;
图15是图14的俯视图;
图16是图14的侧视图;
图17是实施例五中预制混凝土墙与钢柱连接示意图;
图18是图17的俯视图;
图19是图17的侧视图;
图20是方形钢管与预制混凝土墙的一种连接结构形式;
图21是方形钢管与预制混凝土墙的另一种连接结构形式;
图22是圆钢管与预制混凝土墙的一种连接结构形式;
图23是H型钢与预制混凝土墙的一种连接结构形式;
图24是H型钢与预制混凝土墙的另一种连接结构形式;
图25是H型钢与预制混凝土墙的再一种连接结构形式;
图26是钢混剪力墙组合结构形成组合墙体的各种组合形式展示;
图27是预制墙体套筒连接示意图;
图28是预制墙体波纹管浆锚连接示意图;
图29是实施例六中两个钢混组合剪力墙的水平连接结构图;
图30是实施例七中两个钢混组合剪力墙的水平连接结构图;
图31是实施例八中两个钢混组合剪力墙的水平连接结构图;
图32是钢混组合剪力墙与楼板连接方式图(室外);
图33是钢混组合剪力墙与楼板连接方式图(室内);
图34是钢混组合剪力墙与钢梁的连接方式图。
图中,1、预制混凝土墙,2、钢柱,3、外叶板,4、保温层,5、连接件,6、暗梁,7、暗柱,8、斜筋或暗梁,9、预埋件,10、连梁,11、焊接,12、预埋钢板,13、连接板,14、螺栓,15、墙柱连接装置,16、留缝,17、后浇段,18、栓钉,19、预制混凝土墙外伸钢筋,20、钢骨混凝土柱,21、叠合层, 22、方形钢管,23、防护保护层,24、圆钢管,25、H型钢,26、上部墙板钢筋, 27、下部墙板钢筋,28、螺纹端,29、灌浆端,30、PVC注浆管,31、钢梁。
具体实施方式
实施例一
一种钢混组合剪力墙,包括预制混凝土墙1、钢柱2和外围结构。
钢混组合剪力墙的组合结构主要包含的结构类型有:剪力墙结构、框架(混凝土或钢)-剪力墙结构、框架(混凝土或钢)核心筒结构和筒中筒结构等。
如图4所示,所述预制混凝土墙内设置有横向的暗梁6和竖向的暗柱7、并交叉设置有斜筋或暗梁8;
钢柱2固定于所述预制混凝土墙1的两侧,钢柱2与预制混凝土墙1同高;
外围结构包括外叶板3和保温层4,预制混凝土墙1通过均匀布置的多个连接件5与外围结构连接固定,所述连接件5穿过预制混凝土墙1和保温层4、然后与外叶板3固定。实现钢混剪力墙组合结构外围护结构的承重、保温以及装饰一体化集成构造(如图1-图3所示)。图5为钢混剪力墙组合结构的受力简图。
所述预制混凝土墙1的侧边与钢柱2整体焊接固定,实际为预制混凝土墙1 的墙体预埋件与钢柱2的焊接固定,如图6、图7和图8所示。
该钢混组合剪力墙还包括预埋件9,预埋件9沿竖直方向均匀布置于预制混凝土墙1的两侧,位于预制混凝土墙1与钢柱2的连接处,用于钢混组合剪力墙与钢梁的连接。预制混凝土墙1通过预埋件9与钢梁31铰接,预制混凝土墙 1两侧的钢柱2与钢梁31钢接或铰接固定。钢混组合剪力墙与钢梁31的连接方式如图34所示。
所述钢柱包括方形钢管22(方钢管或矩形钢管,内可填充混凝土)、圆钢管 24(内可填充混凝土)和H型钢25,其中,
方形钢管22与预制混凝土墙1的结构形式包括:方形钢管22与预制混凝土墙1连接的侧壁的宽度小于预制混凝土墙1的厚度(如图20所示)、和方形钢管22与预制混凝土墙1连接的侧壁的宽度大于预制混凝土墙1的厚度(如图 21所示)。
圆钢管24沿预制混凝土墙1厚度方向的直径大于预制混凝土墙1的厚度。 (如图22所示)
H型钢25与预制混凝土墙1的结构形式包括:H型钢25的侧板与预制混凝土墙1固定、和H型钢25的连接板与预制混凝土墙1固定。其中H型钢25的侧板与预制混凝土墙1固定包括:侧板宽度小于预制混凝土墙1的厚度(如图 23所示)、和侧板宽度大于预制混凝土墙1的厚度(如图24所示)两种形式;H 型钢25的连接板与预制混凝土墙1固定时,H型钢25的宽度小于与预制混凝土墙1固定的连接板的高度(如图25所示)。
两个钢混组合剪力墙的竖向连接方式包括预制墙体套筒连接,其结构如图 27所示;以及预制墙体波纹管浆锚连接,其结构如图28所示。
对于室外的钢混组合剪力墙与楼板连接方式如图32所示;对于室内的钢混组合剪力墙与楼板连接方式如图33所示。
对于钢柱2的竖向连接方式,钢柱2可以一层一层连接,也可以数层一连接。
对于钢混组合剪力墙的施工方式,钢柱2与预制混凝土墙1分开施工,先施工钢柱2,钢柱2立起来以后,再吊装预制混凝土墙1,焊接节点,施工安装方便。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于预制混凝土墙1与钢柱2的连接固定方式,
如图9和图10图所示,所述预制混凝土墙1的侧部设置有预埋钢板12,一般位于预制混凝土墙1的上部位置,钢柱2焊接固定有连接板13,所述连接板 13与预埋钢板12通过螺栓14连接固定,预制混凝土墙1的其余部位与钢柱2 焊接固定。即预制混凝土墙1与钢柱2通过焊接连接外并在顶部增加连接板连接,连接板13与预制混凝土墙1通过螺栓14连接,连接板13与钢柱2通过焊接连接,连接板13与预埋钢板12连接处用防火材料补齐。
实施例三
本实施例与实施例一的不同之处在于预制混凝土墙1与钢柱2的连接固定方式,
如图11、图12和图13所示,所述预制混凝土墙1的上部通过墙柱连接装置15与钢柱2连接,预制混凝土墙1的其余部位与钢柱2之间留缝16。墙柱连接装置15包括两个平行设置的固定板和一个两端分别垂直固定于两固定板的连接板,两固定板分别固定于预制混凝土墙1和钢柱2。在预制混凝土墙1的顶端两侧设置缺口(缺口有弧角过渡),缺口处与钢柱2通过墙柱连接装置15连接。该结构在地震的作用力下沿剪力墙方向变形在一定范围内时,剪力墙通过墙柱连接装置15间接阻碍钢框架变形,当变形继续增加时剪力墙缺口处弧角直接抵挡钢柱2,阻碍该框架的变形。墙柱连接装置15通过自身形变阻碍钢框架变形,该墙柱连接装置15为标准构件,当变形较大而破坏后可进行替换。
该连接结构的好处在于:1、连接装置为标准件方便更换替代。2、连接装置具有阻尼器作用以保证钢结构和预制混凝土剪力墙不被破坏:小震作用下连接装置可微动或微变形、中震作用下连接装置可移动或变形、大震作用下连接装置可大幅移动或变形。3、小震、中震作用下连接装置消除钢结构和预制混凝土剪力墙之间作用力,并且连接装置仍可继续使用。4、大震作用下连接装置以大幅移动或变形消除钢结构和预制混凝土剪力墙之间作用力,连接装置宜更换后继续使用。
实施例四
本实施例与实施例一的不同之处在于预制混凝土墙1与钢柱2的连接固定方式,
如图14、图15和图16所示,所述预制混凝土墙1与钢柱2的连接处设置有后浇段17,钢柱2上与预制混凝土墙1贴合的一侧固定有多个横向设置的栓钉18,预制混凝土墙横向钢筋外伸,所述栓钉18与外伸钢筋19交错布置于所述后浇段17。预制混凝土墙1墙体与钢柱2之间留缝处墙体甩出钢筋,钢柱2 焊接栓钉18,安装后浇筑混凝土,实现连接。
实施例五
本实施例与实施例一的不同之处在于预制混凝土墙1与钢柱2的连接固定方式,
如图17、图18和图19所示,所述预制混凝土墙1与钢柱2的连接处设置有后浇段17,钢柱2上与预制混凝土墙1贴合的一侧固定有多个横向设置的栓钉18,预制混凝土墙横向钢筋外伸,所述栓钉18与外伸钢筋19交错布置于所述后浇段17。预制混凝土墙1墙体与钢柱2之间留缝处墙体甩出钢筋,钢柱2 焊接栓钉18,安装后浇筑混凝土,实现连接。
所述钢柱2为钢骨混凝土柱20,预制混凝土墙1的上部钢筋外伸,与叠合层21(梁)固定。预制混凝土墙1墙体与钢骨混凝土柱20之间留缝处墙体甩出钢筋,钢骨混凝土柱20上焊接栓钉18,安装后浇筑混凝土,实现连接。预制混凝土墙1墙体顶部浇筑混凝土梁,墙体顶部甩出钢筋锚入梁内,通过梁将墙体和钢柱2再次连接。
实施例六
对于实施例一所描述的钢混组合剪力墙,两个钢混组合剪力墙的水平连接方式为两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧焊接固定,另一侧分别固定钢柱。其结构如图29所示。
实施例七
对于实施例一所描述的钢混组合剪力墙,两个钢混组合剪力墙的水平连接方式为两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧共用一个钢柱,另一侧分别固定钢柱。其结构如图30所示。
实施例八
对于实施例一所描述的钢混组合剪力墙,两个钢混组合剪力墙的水平连接方式为两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧留缝,其上部通过共同的钢梁或暗梁再进行连接固定。其结构如图31所示。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种钢混组合剪力墙,其特征在于包括预制混凝土墙、钢柱和外围结构,
所述预制混凝土墙内设置有横向的暗梁和竖向的暗柱、并交叉设置有斜筋或暗梁;
钢柱固定于所述预制混凝土墙的两侧;
外围结构包括外叶板和保温层,预制混凝土墙通过均匀布置的多个连接件与外围结构连接固定,所述连接件穿过预制混凝土墙和保温层、然后与外叶板固定。
2.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于还包括预埋件,预埋件沿竖直方向均匀布置于预制混凝土墙的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述预制混凝土墙的侧边与钢柱整体焊接固定。
4.根据权利要求1或3所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述预制混凝土墙的侧部设置有预埋钢板,钢柱焊接固定有连接板,所述连接板与预埋钢板通过螺栓连接固定,预制混凝土墙的其余部位与钢柱焊接固定。
5.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述预制混凝土墙的上部通过墙柱连接装置与钢柱连接,预制混凝土墙的其余部位与钢柱之间留缝;墙柱连接装置包括两个平行设置的固定板和一个两端分别垂直固定于两固定板的连接板,两固定板分别固定于预制混凝土墙和钢柱。
6.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述预制混凝土墙与钢柱的连接处设置有后浇带,钢柱上与预制混凝土墙贴合的一侧固定有多个横向设置的栓钉,预制混凝土墙横向钢筋外伸,所述栓钉与外伸钢筋交错布置于所述后浇带。
7.根据权利要求6所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述钢柱为钢骨混凝土柱,预制混凝土墙的上部钢筋外伸,与叠合层固定。
8.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于所述钢柱包括方形钢管、圆钢管和H型钢,其中,
方形钢管与预制混凝土墙的结构形式包括方形钢管与预制混凝土墙连接的侧壁的宽度小于预制混凝土墙的厚度和方形钢管与预制混凝土墙连接的侧壁的宽度大于预制混凝土墙的厚度;
圆钢管沿预制混凝土墙厚度方向的直径大于预制混凝土墙的厚度;
H型钢与预制混凝土墙的结构形式包括H型钢的侧板与预制混凝土墙固定和H型钢的连接板与预制混凝土墙固定,其中H型钢的侧板与预制混凝土墙固定包括侧板宽度小于预制混凝土墙的厚度和侧板宽度大于预制混凝土墙的厚度两种形式;H型钢的连接板与预制混凝土墙固定时,H型钢的宽度小于与预制混凝土墙固定的连接板的高度。
9.根据权利要求1所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于两钢混组合剪力墙的竖向连接方式包括预制墙体套筒连接和预制墙体波纹管浆锚连接。
10.根据权利要求1或9所述的一种钢混组合剪力墙,其特征在于两钢混组合剪力墙的水平连接方式包括两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧焊接固定,另一侧分别固定钢柱;两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧共用一个钢柱,另一侧分别固定钢柱;两个水平连接的预制混凝土墙的连接侧留缝,其上部通过共同的钢梁或暗梁连接固定。
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