CN211774806U - 一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑工程技术领域，公开了一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，包括外包钢板、分隔板和钢管；多张所述外包钢板相连接以围成一个横截面为闭合的空间，此空间内间隔设置分隔板，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述钢管分别设置于各个腔体中，所述腔体内和钢管内均灌注混凝土。其有益效果在于：充分利用钢板和钢管对混凝土的约束作用，增强了剪力墙的承载能力、刚度和延性，具有良好的抗震性能，外侧钢板可以兼做模板使用,施工简便，缩短工期，有望成为超高层建筑中的新型剪力墙体系。

Description

一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙。

背景技术

近年来，高层建筑层出不穷，其高度、复杂程度不断被刷新，随着建筑功能需求的提高和建筑高度的增加，对剪力墙各方面的性能要求越来越高。传统的普通钢筋混凝土剪力变形能力较差，延性较低，容易开裂，脆性较大，在高轴压力下，需要很大的剪力墙厚度，过厚的墙体增大结构自重，不利于抗震，同时减少了建筑使用面积，增加基础造价。剪力墙和剪力墙组成的核心筒是高层建筑抗震的核心部分，剪力墙结构的抗震性能对于高层建筑的安全可靠有着非常重要的作用。因此，针对结构形式各异的超高层建筑，迫切需要研发高承载力、高延性和高耗能的新型高性能组合剪力墙。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，包括外包钢板、分隔板和钢管；多张所述外包钢板相连接以围成一个横截面为闭合的空间，此空间内间隔设置分隔板，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述钢管分别设置于各个腔体中，所述腔体内和钢管内均灌注混凝土。

进一步地，所述分隔板沿剪力墙的长度方向间隔设置，各个所述分隔板的两端分别与相对设置的两张外包钢板连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管。

进一步地，所述分隔板沿剪力墙的宽度方向间隔设置，各个所述分隔板的两端分别与相对设置的两张外包钢板连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管。

进一步地，还包括加劲肋，所述加劲肋均匀分布于两张相对设置的外包钢板的内壁，且相对两张外包钢板上的加劲肋之间具有间隔。

进一步地，还包括若干个抗剪环筋，所述抗剪环筋沿钢管的长度方向均匀设置于钢管的外周壁。

进一步地，所述腔体内灌注普通混凝土，所述钢管内灌注高强混凝土。

进一步地，所述钢管呈圆柱形。

进一步地，多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的矩形，以使剪力墙呈一字形。

进一步地，多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的L字形，以使剪力墙呈L字形。

进一步地，多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的工字形，以使剪力墙呈工字形。

进一步地，多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的T字形，以使剪力墙呈T字形。

本实用新型相对于现有技术具有如下优点：

1、本多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙构造简单，施工简便，外侧钢板可以兼做模板使用，外包钢板包裹住混凝土，可以避免混凝土裂缝的暴露，提高其使用性能及耐久性，外包钢板相当于普通钢筋混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋，与内部普通混凝土一起承担剪力，内藏钢管与管内的高强混凝土一起形成钢管混凝土芯柱，提高剪力墙竖向承载能力和抵抗倾覆弯矩的能力。墙体内部的加劲肋、分隔板和抗剪环筋能够确保钢板、钢管与混凝土更好粘结耦合，协同工作，共同承受荷载。

2、本实用新型将混凝土内填于外包钢板之间，并在外包钢板内表面焊接加劲肋和分隔板，能有效防止钢板向外鼓曲，使得混凝土和钢板彼此互相约束增强，从而提高内填混凝土的变形能力，改善了其脆性特性，使得该剪力墙在水平荷载和竖向荷载作用下的延性及耗能能力有大幅度提高。将钢管高强混凝土内置于外包钢板腔体中间，不仅能够充分利用钢管对高强混凝土的约束作用，改善高强混凝土的脆性特性，而且整体上提高墙体的承载力、延性和耗能能力，能有效防止钢管混凝土在高轴压比下发生平面外失稳。

3、本多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙充分利用了钢板和钢管对混凝土的约束用，满足超高层建筑对剪力墙高承载力、高延性及高耗能的“三高”要求，同时还可以有效的减少剪力墙的厚度和自重，增加了建筑使用面积，创造更多更好的社会效益和经济效益，达到了“安全、经济、适用”的目的。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙的主视图；

图3示出了根据本实用新型的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙未灌注混凝土的结构示意图；

图4示出了本实用新型中钢管外周焊接抗剪环筋的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的呈L字形的剪力墙；

图6示出了根据本实用新型的呈T字形的剪力墙；

图7示出了图1中的剪力墙其侧向承载力图；

图8示出了图1中的剪力墙其竖向承载力图；

图中，1为外包钢板；2为钢管；3为分隔板；4为加劲肋；5为普通混凝土；6为高强混凝土；7为抗剪环筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1-图3所示的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，包括外包钢板1、分隔板3和钢管2；多张所述外包钢板1相连接以围成一个横截面为闭合的空间，此空间内间隔设置分隔板3，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述钢管2分别设置于各个腔体中，所述腔体内和钢管2内均灌注混凝土。其中，钢管2为空心圆钢管，外包钢板1之间通过焊接连接成横截面为闭合的空间(即四周闭合)。普通混凝土5内填于外包钢模板内部，钢板与混凝土相互约束，协同工作，将普通混凝土5填充于外包钢板1内部能对外包钢板1起到约束作用，可以有效抑制钢板屈曲，而且外包钢板1对内部的普通混凝土5同样具有约束作用，从而提高内填普通混凝土5的变形能力，防止普通混凝土5开裂剥落。外包钢板1和钢管2的厚度不宜小于10mm，截面含钢率宜在0.04-0.2范围内，钢管套箍系数宜取0.5-2.0之间。当每个腔体的中心位置均设置一根钢管时，剪力墙的承载能力最佳。

所述分隔板3沿所述剪力墙的长度方向间隔设置，各个所述分隔板3的两端分别与相对设置的两张外包钢板1连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管2。沿剪力墙的长度方向设置多张分隔板3，分隔板3焊接于剪力墙的两侧外包钢板之间，将剪力墙两侧钢板分割成一个个相对独立的腔体。通过此设置，提高了剪力墙的承载力和延性，有效防止该剪力墙在高轴力和水平力下发生整体屈曲和失稳。在具体使用时，腔体中可均匀分布多根钢管。钢管2沿剪力墙的高度方向放置，且钢管与剪力墙等高。在本实施例中优选的方案为将仅在腔体的中心位置一根钢管，此时剪力墙的承载能力、延性和耗能性能最佳。

还包括加劲肋4，所述加劲肋4沿剪力墙的长度方向均匀分布于两张相对设置的外包钢板1的内壁，且此两张外包钢板1上的加劲肋4之间具有间隔。外包钢板1的内表面焊接有若干加劲肋4，可有效防止该剪力墙在高轴压力下发生局部屈曲，同时增强外包钢板与混凝土的粘结，有效提高剪力墙的承载能力和变形能力。

如图4所示，还包括若干个抗剪环筋7，所述抗剪环筋7沿钢管2的长度方向均匀设置于钢管2的外周壁。钢管2的外表面焊接若干个抗剪环筋7，增强钢管2与普通混凝土5的粘结耦合，使钢管2外表面与普通混凝土5紧密结合，增强其表面抗剪承载力。普通混凝土始终对内置钢管混凝土提供侧向约束力，能有效防止钢管混凝土在高轴压力和水平力下发生平面外失稳的问题，充分发挥钢管混凝土的性能。

所述腔体内灌注普通混凝土5，所述钢管2内灌注高强混凝土6。本剪力墙的外包钢板1能有效约束混凝土，使得混凝土在轴压力下处于三向受力状态，防止混凝土开裂，改善其延性，混凝土能够给外包钢板1提供侧向约束，防止外包钢板1过早屈曲，同时将钢管高强混凝土内置于外包钢板1的腔体中间，一方面能够充分利用钢管2对混凝土的套箍作用，提高墙体的承载力和延性，另一方面能有效防止钢管混凝土在高轴压力下发生平面外失稳的问题，充分发挥钢管混凝土的性能。

具体使用时，多种外包钢板1焊接成不同的横截面为闭合的图形，从而使剪力墙呈现不同的形状。比如：多张所述外包钢板1相连接围成横截面为闭合的矩形，以使剪力墙呈一字形。多张所述外包钢板1相连接围成横截面为闭合的L字形，以使剪力墙呈L字形。多张所述外包钢板1相连接围成横截面为闭合的工字形，以使剪力墙呈工字形。多张所述外包钢板1相连接围成横截面为闭合的T字形，以使剪力墙呈T字形。

如图5和图6所示，多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙布置形式多种多样，可布置成一字形，L字形、T字形和工字形等，由于剪力墙角部受力较大，应对角部采取加强措施，可通过提高内置圆钢管的套箍系数和钢板的厚度来增强剪力墙角部承载能力。

如图7所示的侧向荷载-位移曲线可以看出，该剪力墙具有较大的初始抗侧刚度，剪力墙进入塑性阶段后，随着水平位移的增加，其抗侧能力仍然不断提高，没有出现下降；如图8所示的竖向荷载-位移曲线可以看出，该剪力墙具有较高的轴压刚度，剪力墙进入塑性阶段后，随竖向位移的增加，其承载能力先出现下降，但下降幅度不大，然后基本维持在一定值，保持不变。由此可知，多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙无论承受水平荷载还是竖向荷载，仍然具有较高的承载力和延性，满足超高层建筑对剪力墙高承载力、高延性和高耗能的“三高”需求。

实施例2：

本实施例除以下技术特征外同实施例1：

所述分隔板3沿所述剪力墙的宽度方向间隔设置，各个所述分隔板3的两端分别与相对设置的两张外包钢板1连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管2。在满足使用需求的情况下，分隔板3可沿剪力墙的长度方向或宽度方向设置。当分隔板3沿剪力墙的宽度方向设置时，钢管2可沿竖直方向设置，此时钢管2与剪力墙等高，或者钢管2可沿水平方向设置，此时钢管2与剪力墙等长。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：包括外包钢板、分隔板和钢管；多张所述外包钢板相连接以围成一个横截面为闭合的空间，此空间内间隔设置分隔板，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述钢管分别设置于各个腔体中，所述腔体内和钢管内均灌注混凝土。

2.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：所述分隔板沿剪力墙的长度方向间隔设置，各个所述分隔板的两端分别与相对设置的两张外包钢板连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管。

3.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：所述分隔板沿剪力墙的宽度方向间隔设置，各个所述分隔板的两端分别与相对设置的两张外包钢板连接，以将所述空间分隔成若干个腔体，所述腔体中设置有至少一根钢管。

4.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：还包括加劲肋，所述加劲肋均匀分布于两张相对设置的外包钢板的内壁，且相对两张外包钢板上的加劲肋之间具有间隔。

5.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：还包括若干个抗剪环筋，所述抗剪环筋沿钢管的长度方向均匀设置于钢管的外周壁。

6.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：所述腔体内灌注普通混凝土，所述钢管内灌注高强混凝土。

7.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的矩形，以使剪力墙呈一字形。

8.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的L字形，以使剪力墙呈L字形。

9.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的工字形，以使剪力墙呈工字形。

10.根据权利要求1所述的多腔钢板内藏钢管高强混凝土剪力墙，其特征在于：多张所述外包钢板相连接围成横截面为闭合的T字形，以使剪力墙呈T字形。

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